На сьогоднішній день розроблено близько 14 різних топологій імпульсних джерел живлення (табл. 1). Кожна має унікальні властивості, що дозволяють використовувати її для вирішення свого кола завдань.
Таблиця 1. Базові топології схем, що застосовуються при побудові імпульсних джерел живлення
Топологія Схема Потужність,
Вт Область застосування Особливості обратноходового
(flyback) 
до 300 Джерела живлення побутової апаратури (TV, DVD тощо), потужні зарядні пристрої та зовнішні блоки живлення. Простота схеми, низька вартість прямоходового
(feed forward) 
до 300 Джерела живлення побутової апаратури (TV, DVD тощо), потужні зарядні пристрої, зовнішні і вбудовані блоки живлення. Знижений рівень перешкод, підвищена ефективність при низьких вихідних напругах Резонансний
(resonance) 
до 300 Джерела живлення побутової апаратури (TV, DVD тощо) Висока робоча частота і як наслідок - малі габарити, простота фільтрації перешкод Двотактний
(push-pull) 
100 ... 5000 Зовнішні і вбудовувані джерела живлення для побутової, промислової і автомобільної апаратури Знижений рівень перешкод Полумостовой
(half-bridge) 
100 ... 1000 Зовнішні і вбудовувані джерела живлення (наприклад, комп'ютери) Малі габарити
Знижений рівень перешкод Мостовий
(full-bridge) 
100 ... 3000 Блоки безперебійного живлення, зарядні пристрої Підвищений ККД
Сьогодні «серцем» практично будь-якого сучасного трансформаторного імпульсного джерела живлення середньої і високої потужності є спеціалізована ІС, що керує роботою зовнішнього силового транзистора / транзисторів. У переважній більшості таких джерел використовується кілька режимів управління роботою силових транзисторів: широтно-імпульсний (PWM - ШІМ), частотно-імпульсний (FPM - ЧИМ), квазірезонансний (QR). Також часто з метою підвищення ККД використовується змішаний режим: ЧИМ або квазірезонансний режими - на низькій вихідної потужності, а ШІМ - на середніх і великих потужностях.
Завдання і функції ШІМ-контролерів зводяться не тільки до управління зовнішніми силовими транзисторами і підтримці вихідної напруги на необхідному рівні із заданою похибкою. Насправді в перелік цих функцій в обов'язковому порядку входять:
контроль стану ключових транзисторів (обмеження струму і шпаруватості імпульсів управління);
плавний запуск після подачі живлення (плавний пуск);
контроль рівня вхідної напруги і його «провалів» і «викидів»;
захист від пробою силового трансформатора і вихідним ланцюгів вихідного випрямляча;
контроль температури самого контролера (рідше і силових транзисторів).
Умовно всі вироблені ШІМ-контролери STMicroelectronics (табл. 2) можна розділити на три групи: управління по напрузі, управління по струму і змішане управління.
Таблиця 2. Короткі характеристики і параметри ШІМ-контролерів STMicroelectronics
Наймену-
вання Режим
управління Вхідний
напря-
ються, В Вихідна
напря-
ються, В Макс.
вихід-
ної
ток, А Макс.
частота
регули-
вання,
кГц Скваж-
ність,
% Корпус Мін. Макс. Мін. Макс. SG2525A Напруга 8 35 - - 0,5 500 49 DIP16 / SO16 SG3524 Напруга 8 40 - - 0,1 300 45 DIP16 / SO16 SG3525A Напруга 8 35 - - 0,5 500 49 DIP16 / SO16 L5991 Струм 12 20 4,92 5 , 08 1,5 100 93 DIP16 / SO16 UC2842B Струм 11 30 - - 1 500 100 DIP8 / SO8 UC2843B Струм 8,2 30 - - 1 500 100 DIP8 / SO8 UC2844B Струм 11 30 - - 1 500 50 DIP8 / SO8 UC2845B Струм 8,2 30 - - 1 500 50 DIP8 / SO8 UC3842B Струм 11 30 - - 1 500 100 DIP8 / SO8 UC3843B Струм 8,2 30 - - 1 500 100 DIP8 / SO8 UC3844B Струм 11 30 - - 1 500 50 DIP8 / SO8 UC3845B Струм 8,2 30 - - 1 500 50 DIP8 / SO8 L6566A Змішане 8 23 4,95 5,05 0,8 300 70 SO16 L6566B Змішане 8 23 4,95 5,05 0,8 300 70 SO16 L6668 Змішане 9, 4 22 - - 0,8 105 75 SO16
SG2525A / SG3524 / SG3525A - серія керованих напругою ШІМ-контролерів (рис. 1) з фіксованою частотою перетворення, спеціально спроектованих для побудови будь-яких типів імпульсних джерел живлення (згідно із заявою компанії-виробника) і дозволяють до мінімуму скоротити число необхідних зовнішніх компонентів.
Мал. 1. Призначення висновків ІС SG2525A, SG3525A і SG3524
Це стало можливим завдяки наявності вбудованого опорного джерела живлення (+5,1 В ± 1%), можливості управління частотою роботи зовнішньої RC-ланцюгом, тривалістю інтервалу «мертвого» часу - одним зовнішнім резистором, тривалістю часу плавного старту - одним зовнішнім конденсатором (висновок SOFT-START), вбудованим драйверам (± 200 мА) для управління зовнішніми силовими транзисторами або зовнішнім малопотужним трансформатором. Крім усього вищевказаного, в ІС передбачена можливість синхронізації декількох джерел від одного зовнішнього тактового сигналу (висновок SYNC) і захисту по струму зовнішніх силових транзисторів (висновок SHUTDOWN). Область застосування - практично будь-який DC / DC-конвертер малої і середньої потужності (рис. 2 і рис. 3).
Мал. 2. Типова схема включення SG3524 в складі двотактного перетворювача з середньою точкою
Мал. 3. Типова схема включення SG3524 в складі обратноходового перетворювача
UC2842B / 3B / 4B / 5B і UC3842B / 3B / 4B / 5B - популярна серія малогабаритних ШІМ-контролерів з фіксованою частотою перетворення і управлінням струмом, розміщених в 8-вивідних корпусах SO і MiniDIP (рис. 4).
Мал. 4. Призначення висновків ІС серії UC2842B / 3B / 4B / 5B і UC3842B / 3B / 4B / 5B
Незважаючи на те, що вона випускається вже близько 10 років, як і раніше залишається однією з найбільш затребуваних серій в основному завдяки низькій вартості і високої надійності, почасти завдяки простоті реалізації. Призначені для побудови однотактний DC / DC-перетворювачів з вхідною напругою до 8,2 ... 30 В. Наявність RC-генератора (частота роботи до 500 кГц), вбудованого потужного драйвера (± 200 мА) для управління зовнішнім польовим або біполярним транзистором, вбудованого термостабілізованого опорного джерела +5 В ± 1% дозволяють будувати на основі ІС цієї серії обратноходового джерела живлення з необхідним набором захисних функцій - захист від перенапруги на вході, захист зовнішнього силового транзистора по току, температурний захист ІВ. Для виключення помилкового спрацьовування вбудованого компаратора по струму (Current Sense) через ризик виникнення перешкод, що виникають при перемиканні зовнішнього силового транзистора, реалізований т.зв. режим блокування компаратора (Leading Edge Blanking) на фіксований час (близько 100 нс) з моментів перемикання транзистора (рис. 5).
Мал. 5. Структурна схема ШІМ-контролерів серії UC2842B / 3B / 4B / 5B і UC3842B / 3B / 4B / 5B
Особливість серії - управління по струму зовнішнього силового транзистора, що дозволяє виключити зі схеми додаткові гальванічно розв'язані ланцюга зворотного зв'язку (оптрон), що дозволяє в значній мірі зменшити габарити і вартість кінцевого DC / DC-перетворювача. Крім того, при побудові малопотужних перетворювачів (до 3 Вт) існує можливість виключення зовнішнього силового транзистора і використання замість нього вбудований вихідний драйвер.
L5991 / L5991A - серія ШІМ-контролерів з керуванням по току, високою частотою роботи (до 1 МГц) і підвищеною функціональністю (рис. 6).
Мал. 6. Призначення висновків ІС серії L5991 / L5991A
До відмітних особливостей ІС цієї серії відносяться: потужний драйвер з вихідним струмом до 1 А для управління потужним польовим транзистором, програмований плавний запуск, можливість синхронізації як по входу (Slave), так і по виходу (Master), вхід відключення зі скороченням струму споживання до 120 мкА, можливість обмеження максимальної шпаруватості зовнішніми RC-ланцюгами, наявність режиму Standby, що підвищує економічність (робота з малим навантаженням або без неї). Серія створена для побудови потужних обратноходових DC / DC-перетворювачів.
Для виключення помилкового спрацьовування вбудованого компаратора по струму (Current Sense) через ризик виникнення перешкод, що виникають при перемиканні зовнішнього силового транзистора, реалізований т.зв. режим блокування компаратора (Leading Edge Blanking) на фіксований час (близько 100 нс) з моментів перемикання транзистора (рис. 7).
Мал. 7. Структурна схема ШІМ-контролерів L5991 / L5991A
L6566A / L6566B / L6668 - серія багатофункціональних ШІМ-контролерів, спеціально спроектованих для роботи в складі обратноходових імпульсних перетворювачів напруги середньої і високої потужності (рис. 7). Відмінні риси ІС: два режими роботи за вибором - режим з фіксованою частотою (Fixed Frequency - FF) і квазірезонансний режим (Quasi-resonant - QR). Частота роботи в режимі з фіксованою частотою, яка визначається номіналами зовнішньої RC-ланцюга. Додатковий вхід FMOD дозволяє працювати в режимі модуляції частоти, що дозволяє зменшити перешкоди від роботи джерела. В ІС вбудований джерело живлення з високовольтним входом, призначений для початкового запуску.
Окремо варто відзначити особливості роботи ІС в квазірезонансного режимі, в якому джерело працює на межі режимів безперервного і переривчастого струму. Для цієї мети в силовому трансформаторі повинна бути передбачена додаткова обмотка, призначена для точного визначення моменту відкриття силового транзистора. В цьому режимі досягається максимальна ефективність перетворювача: на малих навантаженнях частота роботи низька, а втрати на силовому транзисторі мінімальні. На середньої і великому навантаженні частота роботи збільшується до заданої частоти, яка визначається зовнішньої RC-ланцюгом.
L6566A / L6566B / L6668 насамперед орієнтовані на застосування в складі одно- і багатоканальних AC / DC-перетворювачів середньої і високої потужності (рис. 8). Основними програмами є зовнішні блоки живлення ноутбуків, побутової техніки, що вбудовуються джерела живлення для промислової апаратури тощо
Мал. 8. Типова схема включення L6668 в складі обратноходового AC / DC-перетворювача
висновок
На сьогоднішній момент сімейства ШІМ-контролерів компанії STMicroelectronics впевнено і міцно зайняли нішу в ряду недорогих надійних багатофункціональних, і в той же час простих в експлуатації імпульсних джерел живлення малої, середньої та великої потужності. Здебільшого їх можна зустріти як у звичайній побутовій техніці (комп'ютери, ноутбуки, DVD-проіривателі, ЖК-телевізори та монітори і т.п.), так і в складній промислової і медичної апаратури. Однією з причин цього стала вельми низька ціна при високій функціональності в малогабаритних 8- і 16-вивідних SO- і DIP-корпусах, високої надійності зі збільшеним життєвим циклом (відповідно до досвіду багатьох розробників). Велика популярність деяких серій, що зберігається ось вже більше десяти років, дає певну гарантію виробникам джерел живлення, що ШІМ-контролери від STMicroelectronics не будуть зняті з виробництва ще довгі роки.
Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка -
e-mail: [email protected]
TI анонсувала нові DSP
Моделювання системи і первісна реалізація алгоритму в більшості випадків проводиться на базі арифметики з плаваючою точкою. Після чого, налагоджений алгоритм завантажується на мікроконтролер або цифровий сигнальний процесор з фіксованою точкою. Процесори з плаваючою точкою використовуються тільки в додатках, що вимагають високої точності і продуктивності, де ціна кінцевого пристрою не критична.
Для таких додатків компанія Texas Instruments випустила цифрові сигнальні процесори з плаваючою точкою TMS320F28335, TMS320F28334, TMS320F28332. Але, як і раніше, не зупинилася на цьому. З'явилися нові DSP TMS320F2823x з фіксованою точкою, які програмно та апаратно сумісні з процесорами з плаваючою точкою TMS320F2833x.
Тепер користувачі можуть моделювати систему, налагоджувати її на платформі з плаваючою точкою (TMS320F2833x), а потім просто перекомпілювати отриманий програмний код під TMS320F2823x, скоротивши тим самим час розробки (час завантаження програми на платформу з фіксованою точкою) і вартість кінцевого пристрою.
Серійне виробництво TMS320F2823x і TMS320F2833x почнеться в другому кварталі 2008 року.
Наймену-
вання МГц Flash,
кБ ОЗУ,
кБ TMS320F28235 150 512 68 TMS320F28234 150 256 68 TMS320F28232 100 128 52
TI розкриває подробиці свого 45-нм техпроцесу
Компанія Texas Instruments (TI) готова до серійного випуску своїх перших 45-нанометрових мікросхем. Перехід до норм 45 нм, як стверджується, дозволив знизити енергоспоживання чіпів на 63% і підвищити продуктивність на 55% в порівнянні з 65-нанометровому продуктами
В даний час TI відвантажує ознайомчі зразки першого 45-нанометрового процесора для пристроїв з підтримкою мереж 3.5G. У виробництві новинки застосовується напружений кремній, імерсійна літографія і діелектрики з надмалим значенням діелектричної постійної (ultra-low K).
Зазначений процесор дозволить випускати більш компактні і легкі пристрої для мереж 3.5G.
Про компанію ST Microelectronics
Компанія STMicroelectronics є №1 виробником електроніки в Європі. Компоненти ST широко представлені в оточуючих нас споживчих товарах - від iPhone до автомобілів різних марок. Лідери індустріального ринку вибирають компоненти ST за їх надійність і видатні технічні параметри. У компанії ST працює 48 000 співробітників в 35 країнах. Виробничі потужності розташовані в 12 країнах світу. Понад 11 тисяч співробітників зайняті дослідженнями і розробками - інноваційне лідерство ... читати далі
