На рисунке 3 приведена принципиальная схема источника питания, построенного на микросхемах серии FSCQxx65R. Как можно увидеть, вся схема содержит минимальное количество элементов.
Рис. 3. Источник питания на микросхеме серии FSCQxx65R
На рисунке 2 - функциональная схема представителя данного семейства. В состав структуры входят такие узлы, как схема синхронизации с внешним запуском, внутренний генератор с частотой переключений 45 кГц, схемы мягкого старта и перезапуска, схемы защиты от пониженного/повышенного напряжения питания, от перегрева кристалла (140°С), от короткого замыкания в нагрузке и холостого хода. Низкий ток пуска (25 мкА) позволяет снизить мощность, потребляемую в режиме ожидания, до 1 Вт. Микросхема выполнена в изолированном корпусе ТО-220-5 с пятью выводами.
Рис. 2. Функциональная схема квазирезонансного преобразователя
На рисунке 1 представлены диаграммы, поясняющие работу квазирезонансного однотактного обратноходового преобразователя. Принцип работы основан на синхронизации момента включения и наименьшей величины напряжения на стоке основного высоковольтного транзистора.
Рис. 1. Диаграмма работы квазирезонансного преобразователя
Потери в момент выключения снижаются за счет дополнительного высоковольтного конденсатора, который подключается параллельно основному транзистору между стоком и истоком. Это приводит к тому, что транзистор выключается быстрее, чем на нем успевает измениться напряжение.
Динамические потери бывают двух типов: в момент включения и в момент выключения. Потери при включении обусловлены, во-первых, наличием тока во вторичной обмотке и временем восстановления выпрямительного диода; во-вторых, высоким уровнем напряжения на стоке транзистора. Потери при выключении обусловлены, во-первых, наличием тока в первичной обмотке, а во-вторых, временем запирания транзистора.
Возникает вопрос: каким образом и за счет чего снижаются динамические потери в транзисторе?
Компания Fairchild выпускает микросхемы для построения импульсных источников питания с диапазоном выходных мощностей от единиц до сотен Вт. Это микросхемы семейства Green FPS Family, отвечающие современным мировым тенденциям повышения эффективности и экономии энергоресурсов. Отличительной особенностью данных микросхем является то, что вместо стандартного ШИМ здесь используется квазирезонансный метод управления. Это позволяет существенно снизить активные (динамические) потери энергии в мощном высоковольтном полевом транзисторе, что увеличивает КПД на 3...5%, а также помогает уменьшить уровень высокочастотных электромагнитных излучений за счет упрощения схемы фильтрации и подавления нежелательных помех.
В таблице 1 приведены результаты сравнения однотипных микросхем различных производителей для построения AC/DC-преобразователей.
Производитель/ Параметры Диапазон выходной мощности, Вт 380 250 50 240 23 Максимальное напряжение транзистора, В 800 700 620 800 700 Максимальный ток коммутации, А 15 10 3 10 1 Способ управления: ШИМ x x x x x ЧМ (Квази-резонанс) x Частота переключений, кГц 150 132 <200 100 130 Тип корпуса TO220-5 x x x DIP8 x x x x x SO8 x
Таблица 1. Микросхемы для импульсных источников питания
За последнее десятилетие технология производства полупроводниковых микросхем достигла такого высокого уровня, что стало возможным разместить на одном кристалле микросхемы контроллер и мощный высоковольтный полевой транзистор с напряжением до 800 В (!) и током до 15 А. Это, в свою очередь, позволило строить импульсные источники питания с выходной мощностью до 300 Вт. Одновременно существенно сократилось количество элементов обвязки, значительно выросла надежность и технологичность всего источника, а также уменьшилось время на разработку.
Сегодня можно с уверенностью сказать, что в мире не найдется ни одного электронного прибора, который не имел бы в своем составе источник электропитания.
Как правило, в преобразователях для стабилизации выходного напряжения используется широтно-импульсная модуляция. Основным недостатком такого способа управления является высокий уровень помех и недостаточно высокий КПД. В данной статье рассказывается о микросхемах компании Fairchild с квазирезонансным методом управления и о преимуществах их использования при разработке.
Статьи по схожей тематике: , ,
Микросхемы для импульсных источников питания
» » » Микросхемы для импульсных источников питания
Микросхемы для импульсных источников питания
Комментариев нет:
Отправить комментарий