Микросхема преооразователя напряжения КР1156ЕУ5 – ЧАСТЬ 1

May 21, 2012 by admin Комментировать »

Функциональное назначение

Интегральная микросхема типа КР1156ЕУ5 предназначена для управления сигналами в процессе преобразования энергии в источниках питания. Она выполняет функцию преобразования постоянного напряжения в постоянное (DC-DC конвертер).

Эта микросхема была специально разработана для создания импульсных преобразователей напряжения с минимальным числом внешних компонентов.

На основе микросхемы КР1156ЕУ5 можно спроектировать понижающие, повышающие или инвертирующие силовые преобразователи напряжения.

Микросхема КР1156ЕУ5 выполнена в пластмассовом корпусе типа DIP-8 и имеет 8 выводов. Расстояние между ними (шаг) составляет 2,5 мм.

Расположение и назначение выводов интегральной микросхемы КР1156ЕУ5 (а также ее импортного аналога МС3406ЭА) показано на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Расположение и назначение выводов интегральной микросхемы КР1156ЕУ5

Структурная схема

Для импульсного преобразования постоянного напряжения в постоянное требуется набор определенных функциональных узлов. Как видно из рис. 1.2, микросхема КР1156ЕУ5 имеет в своем составе мощный электронный ключ на составном транзисторе (VT1 и VT2), который соединен со схемой управления (2). На нее поступают импульсы синхронизации от генератора (1), скважность которых зависит от сигнала схемы ограничения по току. Также на схему управления подается сигнал обратной связи с компаратора (3). Он производит сравнение напряжения обратной связи с напряжением внутреннего источника опорного напряжения (4). Стабильность параметров выходного напряжения микросхемы полностью обеспечивает источник опорного напряжения (ИОН), т. к. его напряжение не зависит от изменений температуры окружающей среды и колебаний входного напряжения.

Рис. 1.3. Условное графическое обозначение микросхемы КР1156ЕУ5

Условное графическое обозначение микросхемы КР1156ЕУ5 приведено на рис. 1.3.

Рис. 1.2. Структурная схема микросхемы КР1156ЕУ5

Электрические параметры

Нормируемые электрические параметры микросхемы типа КР1156ЕУ5 приведены в табл. 1.1. Они устанавливаются для каждого функционального узла (генератора, компаратора, выходных транзисторов, схемы ограничения тока и ИОН) при определенном режиме измерения. Как правило, эти значения даются для нормальной температуры окружающей среды (+25 °С).

Особенность коммутирующего (ключевого) элемента микросхемы состоит в том, что он образован двумя биполярными транзисторами. Они могут быть включены по схеме составного транзистора с общим эмиттером (схема Дарлингтона). Требуемый базовый ток выходного транзистора VT1 обеспечивается с помощью согласующего (предвыходного) транзистора VT2. Суммарный коэффициент передачи тока в этом случае может достигать 10 ООО и более. Поэтому даже при максимальном рабочем токе через выходной транзистор (коммутирующий элемент) схема управления нагружается незначительно.

В эмиттере согласующего транзистора включен резистор величиной 100 Ом, поэтому для перевода выходного транзистора в проводящее состояние требуется ток величиной приблизительно 7 мА.

Если выходной транзистор находится в состоянии глубокого насыщения, т. е. его ток коллектора мал (<300 мА), а ток коллектора согласующего транзистора >30 мА, то для выхода из насыщения может потребоваться время до 2 мкс.

Этого не происходит в составном транзисторе (схеме Дарлингтона), т. к. выходной транзистор при этом не насыщается. При раздельном включении коллекторов транзисторов рекомендуется выполнять следующее условие:

Предельные значения параметров микросхемы КР1156ЕУ5 приведены в табл. 1.2. При эксплуатации особое внимание

Обозначение

Наименование

Режим

Значение параметра

Единица

 

параметра

параметра

измерения

не менее

типовое

не более

измерения

 

Общие параметры

 

Осс)

Ток потребления

ип (Vcc) = 5—40 В, Ст = 10 нФ

4

МА

 

UnO/cc>VDD)

Диапазон питающих напряжений

3

40

В

 

Диапазон рабочих температур

-10

25

70

°С

 

Генератор

 

о

Z

о

Отношение времен заряда/разряда

Un (Vcc) = 5 В, ТосА) = 25 °С

6:1

мкс/мкс

 

h Ochg)

Ток заряда

Un (Vcc) = 5…40 В, ТосА) = 25 °С

10

25

42

мкА

 

Ip (^dischg)

Ток разряда

100

150

200

мкА |

 

Компаратор

 

UCM (V,0)

Напряжение смещения

Un (Vcc) = 5…40 В

1,4

5,0

мВ

 

l|0 (*вх)

Входной ток

V,N = 0

0,4

1

мкА

 

Обозначение

Наименование

Режим

Значение параметра

Единица I

параметра

параметра

измерения

не менее

типовое

не более

измерения >

Выходные транзисторы

I ^1 SAT

Напряжение насыщения (VT1)

lK (1с) = 1 А

0,45

0,7

В

U2sat

Напряжение насыщения (VT1 + VT2)

1К(1С) = 1А

1

1,3

В

Коэффициент передачи тока

1к(1с) = 1А, UK3 (VCE) = 5 В, ТосА) = 25 °С

35

120

Ток утечки

иКэ (VCE) = 40 В, ТосА) = 25 °С

0,01

100

мкА

____ i

Схема ограничения тока

Напряжение срабатывания

Т0с Од) = 25 °С

250

300

350

мВ

Источник опорного напряжения

Won (Vref)

Опорное напряжение

ТосА) = +25 °С

1,225

1,25

1,275

В

-10 °С < ТосА) < +70 °С

1,21

1,29

аВ

следует обращать на тепловой режим микросхемы. Учитывая большие значения рабочего тока (до 1,5 А) и входного напряжения (до 40 В), следует тщательно определять рассеиваемую на кристалле мощность.

Таблица 1.2. Предельные значения параметров микросхемы КР1156ЕУ5

Наименование параметра

Обозначение

параметра

Единица

измерения

Значение параметра

не менее

не более

Напряжение питания (между Vcc и GND)

Up (Vcc)

В

3

40

Входное напряжение компаратора (между VDD и GND)

В

-0,3

40

Напряжение на коллекторе выходного транзистора

Uk(Vc)

в

40

Напряжение на эмиттере выходного транзистора

иэ (VE)

в

40

| Напряжение на коллекторе предвыходного транзистора

в

40

Ток коллектора предвыходного транзистора*

мА

100

Коммутируемый ток*

Isw

А

.

1,5

Тепловое сопротивление

Rt

°С/Вт

100

Рассеиваемая мощность

Pd

Вт

1,25

Температура перехода

Tn

°с

150

Предельная температура хранения

Ts

°с

-60

150

* При сохранении максимальной рассеиваемой мощности.

Основные схемы включения

Первичные источники электрической энергии обладают свойствами, не всегда приемлемыми для потребителей. Так, например, они имеют не то выходное напряжение, которое требуется для нормальной работы устройства. Электронные приборы требуют более стабильного напряжения, чем обеспечивают, например, гальванические батареи, аккумуляторы или другие источники.

Во многих практических случаях необходимо согласовать параметры первичных источников энергии (бытовая сеть переменного тока — для стационарных устройств, а для портативных и переносных устройств — батареи и аккумуляторы) с потребностями нагрузки, в качестве которой, как правило, применяются электронные устройства (на полупроводниковых приборах и интегральных микросхемах).

В первую очередь необходимо обеспечить нужную величину напряжения на нагрузке, т. е. на подключаемом устройстве. Также требуется обеспечить определенную стабильность этого напряжения и другие параметры.

Применение согласующего устройства при силовом преобразовании энергии всегда приводит к ее потерям, что в портативных и переносных электронных устройствах, питаемых от батарей, приводит к уменьшению времени работы.

Импульсные преобразователи отличаются повышенной эффективностью преобразования. Минимизация потерь при согласовании параметров электроэнергии достигается применением импульсной коммутации и высокой частотой преобразования.

Принцип действия импульсных преобразователей заключается в периодическом подключении накопительной индуктивности к источнику питания с последующим разрядом в нагрузку.

Микросхема КР1156ЕУ5 и предназначена для выполнения функции импульсного преобразования постоянного напряжения в постоянное (DC-DC конвертер) с высокой частотой.

Импульсные стабилизаторы на основе КР1156ЕУ5 обеспечивают эффективное преобразование энергии первичного источника при напряжении на выходе меньше или больше входного. Также на выходе может быть получено инвертированное напряжение (другой полярности).

В зависимости от соотношения входного и выходного напряжений меняется схема DC-DC конвертера. Соответственно, различно включение микросхемы КР1156ЕУ5.

Наиболее часто применяются импульсные стабилизаторы для уменьшения величины и повышения стабильности напряжения первичного источника (например, при батарейном питании). Схема включения микросхемы КР1156ЕУ5 в этом случае показана на рис. 1.4.

Источник: 33 схемы на микросхеме КР1156ЕУ5, © «АЛЬТЕКС», 2005 © И. Л. Кольцов, 2005

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