Микросхемы для импульсных источников питания

Сегодня можно с уверенностью сказать, что в мире не найдется ни одного электронного прибора, который не имел бы в своем составе источник электропитания. 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.

Таблица 1. Микросхемы для импульсных источников питания

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

В таблице 1 приведены результаты сравнения однотипных микросхем различных производителей для построения AC/DC-преобразователей. 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. Возникает вопрос: каким образом и за счет чего снижаются динамические потери в транзисторе? 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. 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.

Рис. 1. Диаграмма работы квазирезонансного преобразователя

Рис. 2. Функциональная схема квазирезонансного преобразователя

Рис. 3. Источник питания на микросхеме серии FSCQxx65R

Таблица 2. Микросхемы семейства FCSQxx65R

Наименование Выходная мощность, Вт Напряжение питания, В 230 (АС)±10% 85…265 (АС) Конструктивное исполнение Открытая плата Открытая плата FSCQ0565RT 70 60 FSCQ0765RT 100 85 FSCQ0965RT 130 110 FSCQ1265RT 170 140 FSCQ1465RT 190 160 FSCQ1565RT 210 170 FSCQ1565RP 250 210

В помощь разработчикам, для сокращения времени на проектирование, специалистами компании Fairchild были разработаны несколько программных продуктов для расчета ШИМ- и квазирезонансных преобразователей. Данные программы находятся в свободном доступе на официальном сайте: http://www.fairchildsemi.com. Там же вы сможете найти примеры готовых источников питания.

По вопросам получения технической информации, заказа образцов и поставки обращайтесь в компанию КОМПЭЛ. Е-mail: analog.vesti@compel.ru.

Новые изолированные драйверы MOSFET

Компания Fairchild Semiconductor представила первые в новом семействе оптически изолированные высокочастотные драйверы затвора MOSFET, способные работать при токе до 30 А и напряжении до 1200 В в производственных приложениях. FOD3180 (2 А) и FOD3181 (0,5 A) обеспечивают максимальное значение спада-нарастания импульса в 200 нс и быстро включают и выключают MOSFET, ограничивая рассеивание мощности. Главной особенностью схемы FOD3180 является пиковое значение тока 2 А, которое позволяет управлять широкой номенклатурой MOSFET без дополнительного усиления. Изолированные драйверы MOSFET идеально подходят для таких приложений, как модули питания солнечных батарей, высококачественные UPS, DC/DC-конвертеры и плазменные панели. Дополнительные характеристики надежности FOD3180 и FOD3181 включают уровень электрической изоляции 5000 В и блокировку по минимально допустимому значению напряжения.