Микросхемы мощного высоковольтного импульсного преобразователя серии ТОР2хх

October 16, 2010 by admin Комментировать »

Эти микросхемы предназначены для работы в схеме блока питания мощностью 20… 150 Вт и требуют подключения минимального количества внешних элементов. Основные электрические характеристики микросхем сведены в табл. 1.2, выходная мощность указана из расчета, что микросхема будет эксплуатироваться без теплоотвода, в закрытом корпусе адаптера и при температуре окружающей среды 50 °С; при наличии радиатора эти цифры будут в 1,5…2,5 раза выше.


Таблица 1.2. Микросхемы  мощного высоковольтного  импульсного    преобразователя  серии ТОP2xx  

Семейство

Микросхема

Корпус

Выходная Вт, при в напряже 230

МОЩНОСТЬ,

ходном ний, В 85…265

Максимальный ток стока, А (при 25 вС)

Сопротивление канала, Ом

Частота генератора, кГц

 

TOPSwitch

ЮР200

ТО-220-3

0-25

0-12

0,45

15,6

100

 

 

ЮР201

ТО-220-3

20-45

10-22

1

7,8

100

 

 

TOP202

ТО-220-3

30-60

15-30

1,5

5,2

100

 

 

ЮР203

Ю-220-3

40-70

20-35

1,75

3,9

100

 

 

ЮР204

ТО-220-3

60-100

30-50

2,7

2,6

100

 

 

TOP209

DIP, SDIP

0-4

0-2

0,2

31,2

70

 

 

ТОР2Ю

DIP, SDIP

0-8

0-5

0,27

31,2

100

 

 

TOP214

TO-220-3

50-85

25-42

2,3

3,1

100

 

TOPSwitch-ll

TOP221

TO-220-3

12

7

0,25

31,2

100

 

 

 

DIP, SDIP

9

6

 

 

 

 

 

TOP222

Ю-220-3

25

15

0,5

15,6

100

 

 

 

DIP, SDIP

15

10

 

 

 

 

 

TOP223

TO-220-3

50

30

1

7,8

100

 

 

 

DIP, SDIP

25

15

 

 

 

 

 

TOP224

TO-220-3

75

45

1,5

5,2

100

 

 

 

DIP, SDIP

30

20

 

 

 

 

 

TOP225

Ю-220-3

100

60

2

3,9

100

 

 

TOP226

Ю-220-3

125

75

2,5

3,1

100

 

 

TOP227

TO-220-3

150

90

3

2,6

100

 

TOPSwitch-FX

TOP232

Ю-220-7

10

7

0,5

15,6

132/66

 

 

 

DIP, SDIP

9

6,5

 

 

 

 

 

TOP233

Ю-220-7

20

15

1

7,8

132/66

 

 

 

DIP, SDIP

13

9

 

 

 

 

 

TOP234

TO-220-7

30

20

1,5

5,2

132/66

 

 

 

DIP, SDIP

16

11

 

 

 

 

TOPSwitch-GX

TOP242

DIP, SDIP

9

6,5

0,42

15,6

132/66

 


Таблица 1.2. Микросхемы мощного высоковольтного импульсного преобразователя серии ТОР2 :х (окончание)

Семейство

Микросхем

[Q Корпус

Выходнс Вт, при напряж4

230

эя мощность, входном энии, В

85…265

Максимальны» ток стока, А (при 25 °С)

л Сопротивление канала, Ом

Частота

генератора, кГц

TOPSwitch-GX

 

ТО-263-7

15

11

 

 

 

 

 

ТО-220-7

10

7

 

 

 

 

ТОР243

DIP, SDIP

13

9

0,75/0,9

7,8

132/66

 

 

ТО-263-7

29

17

 

 

 

 

 

ТО-220-7

20

15

 

 

 

 

ТОР244

DIP, SDIP

16

11

0,9/1,35

5,2

132/66

 

 

ТО-263-7

34

20

 

 

 

 

 

Ю-220-7

30

20

 

 

 

 

ТОР245

DIP, SDIP

19

13

1/1,8

3,9

132/66

 

 

ТО-263-7

37

23

 

 

 

 

 

Ю-220-7

40

26

 

 

 

 

ТОР246

DIP, SDIP

21

15

1,35/2,7

2,6

132/66

 

 

ТО-263-7

40

26

 

 

 

 

 

ТО-220-7

60

40

 

 

 

 

 

ТО-263-7

42

28

3,6

1,95

132/66

 

 

ТО-220-7

85

5

 

 

 

 

ТОР248

ТО-263-7

43

30

4,5

1,56

132/66

 

 

ТО-220-7

105

70

 

 

 

 

ТОР249

ТО-263-7

44

31

5,4

1,3

132/66

 

 

ТО-220-7

120

80

 

 

 

ТОР250

ТО-263-7

45

32

6,3

1,1

132/66

 

 

Ю-220-7

135

90

 

 

 


За все время существования микросхем TOPSwitch было выпущено несколько семейств этих микросхем.

 

 

Особенности семейства микросхем TOPSwitch

К ярким особенностям данного типа микросхем относятся следующие:

•         встроенный мощный полевой транзистор с максимально допустимым обратным напряжением 700 В;

•         интегрированный ШИМ-контроллер;

•         встроенные схемы защиты от перегрузки, перегрева и схема автоматического рестарта (при коротком замыкании в нагрузке).

В микросхемах семейства TOPSwitch II оптимизирована внутренняя структура, благодаря чему, при том же сопротивлении канала транзистора, микросхема может выдать в нагрузку чуть большую мощность. Также младшие члены этого семейства выпускаются в стандартном корпусе типа DIP или SDIP (DIP для поверхностного монтажа). При замене этими микросхемами представителей устаревшего семейства TOPSwitch не требуется никаких изменений в схеме и на печатной плате.

Семейство TOPSwitch-FX

Изменения в следующем семействе TOPSwitch-FX (FleXible – «гибкий») более существенны:

•         в связи с добавлением новых функций количество выводов микросхемы увеличено до 5;

•         усовершенствованная схема «мягкого старта» уменьшает перегрузку микросхемы, трансформатора и диодов в момент включения;

•         величина максимального выходного тока регулируется внешним резистором;

•         предусмотрена защита от работы при пониженном (менее 100 В) и повышенном (более 450 В) напряжениях, с датчиком тока на одном резисторе;

•         рабочая частота – 132 (для работы) или 66 (для экономии энергии в режиме ожидания) кГц, с джиттером 8 (4) кГц, благодаря чему уменьшаются электромагнитные помехи;

•         возможность включения-выключения преобразователя с помощью кнопки или оптрона;

•         предусмотрен режим совместимости с микросхемами предыдущих семейств;

•         у микросхем следующего семейства, TOPSwitch-GX, добавлена еще одна ножка и увеличена энергетическая эффективность – микросхемы работают с нагрузкой мощностью до 250 Вт, причем если мощность нагрузки не превышает 34 Вт, то радиатор не нужен даже для микросхем в DIP-корпусе;

•         технология EcoSmart – чрезвычайно низкое энергопотребление: 80 мВт при входном напряжении 110 VAC, 160 мВт при напряжении 230 VAC, то есть в десятки раз ниже порога чувствительности электросчетчика.

И «венец» семейства TOPSwitch – микросхемы семейства TOPSwitch-HX.

Микросхемы семейства TOPSwitch-HX

У них все характеристики предыдущих семейств отточены до идеала и добавлено несколько новых «фишек». В линейку корпусов добавлен корпус типа eSIP – низкой высоты (идеален для адаптеров, где пространство ограничено) и с прижимом с помощью клипсы (уменьшаются стоимость и сложность производства всего устройства).

Типовая схема включения микросхем серий ТОР200…227 показана на рис. 1.24.

Рис. 1.24. Типовая схема включения микросхем серий ЮР200…227

Особенности включения

На обмотке II трансформатора Т1 и диоде VD3 собран дополнительный выпрямитель, необходимый для нормальной работы микросхемы. Оптрон VOl, в зависимости от величины выходного напряжения, изменяет ток через вход С микросхемы, тем самым изменяя скважность ее выходных импульсов. Емкость конденсатора С4 изменять нельзя, он должен быть припаян в непосредственной близости от выводов микросхемы. Обмоток трансформатора для подключения нагрузки может быть несколько (на рисунке показана только одна), но обратную связь на оптроне нужно подключать только к одной из обмоток.

По такой схеме можно включать все микросхемы семейства TOPSwitch – у всех микросхем этого семейства предусмотрен режим совместимости с трехвыводной схемой – для этого нужно все дополнительные выводы (кроме D, С, S) соединить с общим проводом, то есть ножкой S. Однако в результате такого включения пропадают все преимущества и все новые возможности нового (и более дорогого) семейства – то есть фактически микросхема ТОР242 превращается в ТОР221. Поэтому лучше эту возможность никогда не использовать.

У микросхем серии ТОР242…250 добавлены три вывода: вход X ограничителя тока (с помощью одного внешнего резистора можно плавно уменьшить амплитуду выходного тока со 100% до 30…40% или вообще отключить микросхему); вход L детектора напряжения питания, к которому подключается один высоковольтный резистор сопротивлением 2 МОм, -микросхема выключена, пока напряжение питания ниже некоторого предела (100 В), при напряжении выше этого предела максимальная ширина импульса максимальна и равна 78%, при повышении напряжения до некоторого верхнего предела (375 В) она плавно уменьшается (чтобы не было перегрузки ключевого транзистора) до 40%, после чего микросхема отключается; и вход F для изменения рабочей частоты – при соединении этого входа с общим проводом частота равна 132 кГц, при соединении со входом С – 66 кГц. У микросхем в DIP-корпусе, а также у микросхем ТОР232…234 ножек на два вывода X и L не хватает, поэтому оба входа объединены в один мультивход М, а вывода F нет – микросхема всегда работает на максимальной частоте 132 кГц.

Схемы включения этих микросхем показаны на рис. 1.25. На рис. 1.26 (а-г) представлены диаграммы импульсов, соответствующих каждому варианту включения.

Для выключения всех новых функций достаточно соединить дополнительные выводы с общим проводом (входом S), как это сдела-


Рис. 1.25 (а-г). Схемы включения

но на рис. 1.25а. Все остальные элементы на этом и последующих рисунках подключаются точно так же, как и на рис. 1.24, и для экономии места не показаны.

Рис. 1.26 (а-г). Вид импульсов

Включение микросхем серии ТОР242

Типовая схема включения для микросхем серии ТОР242…250 показана на рис. 1.256. Максимальная ширина импульса зависит от втекающего тока через вход L, при токе примерно 50 мкА она достигает 78%, а при увеличении тока до 190 мкА плавно уменьшается до 40% (рис. 1.266).

При втекающем токе менее 50 мкА и более 225 мкА микросхема принудительно отключается, выходное напряжение пропадает (правая половина рис. 1.26а). Это предотвращает возможность работы микросхемы при пониженном (повышенном) входном напряжении, при котором она все равно не сможет обеспечить требуемый ток нагрузки (или при котором выходной транзистор может выйти из строя из-за перенапряжения).

При указанном на схеме сопротивлении резистора R, S1 (2 МОм) этим пределам соответствуют напряжения ниже 100 В и выше 450 В. При вытекающем токе по входу L (он соединен с общим проводом непосредственно или через резистор, ток в цепи более 27 мкА), ширина импульса не ограничена и может достигать 78%.

Максимальная величина амплитуды импульса выходного тока и скорость нарастания выходного тока зависят от сопротивления резистора, подключенного к выводу X микросхемы, график этой зависимости показан на рис. 1.25в, а диаграмма работы – на рис. 1.26в. При сопротивлении резистора 0…5 кОм импульсы тока имеют максимальную амплитуду, при сопротивлении более 60 кОм микросхема принудительно отключается. При втекающем токе (от «плюса») в пределах 50…225 мкА микросхема включается и работает с максимальным выходным током, при втекающем токе более 250 мкА – принудительно отключается. На этом входе также можно сделать автоматическую регулировку , выходного тока в зависимости от величины напряжения питания, добавив резистор R, S2 сопротивлением 2,5 МОм и поставив резистор Rn сопротивлением 12 кОм. Тогда величина выходного тока будет максимальна при напряжении питания 100 В и будет уменьшаться до 40% от максимальной при напряжении питания 450 В. Совместно с автоматической регулировкой ширины импульса эта опция позволяет сделать микросхему сверхнадежной практически при любом (в разумных пределах) перенапряжении в сети.

У микросхем в DIP- и SDIP-корпусах эти выводы объединены в один мультивход М (рис. 1.25г), поэтому у них одномоментно может работать только ограничитель ширины импульса (между выводом М и положительным выводом шины питания нужно подключить резистор RIS), или только ограничитель тока (между выводом М и общим проводом нужно подключить резистор Rn ) – рис. 1.26г. Сопротивления этих резисторов такие же, как и для «обычных» микросхем. При одновременном подключении обоих резисторов микросхема будет работать в режиме регулируемого ограничителя тока – при сопротивлении RLS, равном 2,5 Мом, и сопротивлении Ril, равном 6 кОм, выходной ток при напряжении 100 В будет составлять 100% от максимального, а при увеличении напряжения до 300 В будет уменьшаться до 63%.

Внешний вид корпусов и цоколевка выводов показаны на рис. 1.27.

Дополнительную информацию по микросхемам этого семейства можно получить на сайте изготовителя http://www.powennt.com.

Рис. 1.27. Внешний вид корпусов и их цоколевка

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты