8 800 1000 321 - контакт центр

AC/DC-преобразователи от STMicroelectronics - Лента новостей


AC/DC-преобразователи от STMicroelectronics

29.05.2019

В AC/DC-преобразователях компании STMicroelectronics в одном корпусе объединены микросхема ШИМ-контроллера и силовой ключ MOSFET. Наличие встроенного ключа в AC/DC-преобразователе заметно упрощает жизнь разработчику, позволяет сэкономить место на печатной плате и упростить ее топологию. К сожалению, в этом случае приходится вспомнить пресловутую палку о двух концах. Чтобы уменьшить габариты преобразователя, необходимо уменьшить и площадь кристалла встроенного MOSFET, следовательно, увеличивается сопротивления открытого канала RDS(ON).

В результате возрастает падение напряжения на открытом канале при протекании тока, что может создать условия для отпирания внутреннего паразитного биполярного транзистора MOSFET и вызвать его лавинный пробой. Для предотвращения этого явления в STMicroelectronics используют специальную технологию avalanche ruggedness, позволяющую избежать лавинного пробоя MOSFET.

Если требуется уменьшить статические потери в силовом ключе из-за относительно высокого значения сопротивления RDS(ON) и нет жестких ограничений на габариты решения или не устраивают реализуемые преобразователями топологии, можно использовать ШИМ-контроллеры или контроллеры полумостовых резонансных преобразователей, которые также присутствуют в производственной линейке STMicroelectronics. В этом случае выбор внешнего MOSFET и трассировку печатной платы придется делать разработчику.

Однако в данной статье речь пойдет только об AC/DC-преобразователях. Всего в состав производственной линейки компании входят три семейства AC/DC-преобразователей:

  • VIPer;
  • Altair;
  • VIPerPlus.

Все преобразователи являются конструктивно и функционально законченным решением, имеют всю необходимую защиту по напряжению и току. Диапазон максимальных выходных мощностей, охватываемый ими, составляет 4–65 Вт. Такой мощности вполне достаточно для многих электронных систем в разных приложениях. Кроме того, во всех преобразователях имеется токовый контур управления, что позволяет предотвратить насыщение сердечника трансформатора или дросселя и ускорить протекание переходных процессов.

Малые габариты преобразователей, а также их невысокая стоимость, которая в зависимости от условий поставки варьируется в пределах нескольких десятков центов, представляются весомыми аргументами в их пользу.

Поскольку семейство VIPER появилось на свет более 10 лет назад и с тех пор не претерпело изменений, мы ограничимся в его описании перечислением основных параметров, которые указаны в таблице 1. Выходная мощность зависит от типа корпуса и диапазона изменения выходного напряжения. Максимальная выходная мощность достигается при изменении входного напряжения в пределах 195–265 В. При входном напряжении 85–265 В максимальная выходная мощность уменьшается.

Таблица 1. AC/DC-преобразователи семейства VIPer

Параметр

12A-E

VIPER22 A-E,

VIPER22ADIP-E,

VIPER22AS-E

VIPER53-E,

VIPER53E-E

Напряжение силового ключа (макс.), В

730

730

620

Ток силового MOSFET (макс.), А

0,4

0,7

2

Сопротивление RDS(ON) открытого канала MOSFET, Ом

30

17

1

Выходная мощность, Вт

5/8/13

7/12/20

30/40/50/65

Рабочая частота, кГц

60

60

300

Корпус

DIP-8, SO-8

DIP-8, SO-8

DIP-8, PowerSO-10

Затем в производственной линейке STMicroelectronics появилось семейство Altair. В его состав вошли две микросхемы – ALTAIR04-900 и ALTAIR05T-800 с максимально допустимым напряжением 900 и 800 В и максимальным током 0,7 и 0,65 А, соответственно. Они были созданы для работы в квазирезонансном режиме, с отпиранием силового MOSFET при нулевом напряжении (ZVS) и регулированием по первичной стороне (PSR). Обе микросхемы выпускаются в корпусе SO16.

На смену семейству VIPER пришли микросхемы VIPerPlus, о которых мы расскажем немного подробнее. В состав семейства VIPerPlus входят следующие серии:

  • VIPerPlus0P;
  • VIPerPlus серии 1;
  • VIPerPlus серии 5;
  • VIPerPlus серии 6;
  • VIPerPlus серии 7;
  • VIPerPlus серии 8.

Каждая серия состоит из одной–трех микросхем (см. табл. 2). В ней же приведены основные параметры преобразователей. Максимальное напряжение всех силовых MOSFET семейства VIPerPlus составляет 800 В. Преобразователи могут регулироваться только по вторичной стороне (SSR) или и по первичной PSR, и по вторичной сторонам SSR.

Таблица 2. AC/DC-преобразователи семейства VIPerPlus

Параметр

VIPerPlus0P

VIPerPlus серии 1

VIPerPlus серии 5

VIPerPlus серии 6

VIPerPlus серии 7

VIPerPlus серии 8

VIPer0P

VIPerPlus 01

VIPerPlus 11

VIPerPlus 25

VIPerPlus 35

VIPerPlus 06

VIPerPlus 16

VIPerPlus 26

VIPerPlus 17

VIPerPlus 27

VIPerPlus 37

VIPerPlus 28

VIPerPlus 38

Ток силового MOSFET (макс.), мА

200/300/400/600

100/120/360

200/300/400/600

350/700/800

600/1000

100/120/360

200/400

350/700/800

200/400

350/700/800

600/1000

350/700/800

600/1000

Сопротивление RDS(ON) открытого канала MOSFET, Ом

20

30

20

7

4.5

30

24

7

24

7

4.5

7

4.5

Выходная мощность, Вт

7

4

7

12

15

4

6

12

6

12

15

12

15

Рабочая частота, кГц

30, 60, или 115/120

30, 60, или 115/120

30, 60, или 115/120

Квазирезонансная топология

Квазирезонансная топология

30, 60, или 115/120

30, 60, или 115/120

30, 60, или 115/120

30, 60, или 115/120

30, 60, или 115/120

30, 60, или 115/120

30, 60, или 115/120

30, 60, или 115/120

Способ регулирования

PSR, SSR*

PSR, SSR

PSR, SSR

SSR

SSR

PSR, SSR

PSR, SSR

PSR, SSR

SSSR

SSSR

SSSR

SSSR

SSSR

Корпус

SSOP 10

PDIP 7, SO-16

* PSR – регулирование по первичной стороне обратноходового преобразователя. SSR – регулирование по вторичной стороне обратноходового преобразователя.

Преобразователи серий VIPerPlus0P, VIPerPlus серии 1 и VIPerPlus серии 6 помимо стандартной изолированной обратноходовой топологии могут работать и в качестве неизолированного обратноходового преобразователя, когда обратная связь по напряжению поступает в преобразователь напрямую, без гальванической развязки. Кроме того, на их основе можно создать повышающий, понижающий или повышающе-понижающий несинхронный преобразователь; при этом в нижнем плече вместо силового MOSFET используется диод.

Все перечисленные выше топологии хорошо известны, а в документации производителя приведены рекомендуемые варианты схем использования преобразователей для разных топологий. Мы не будем дублировать их в настоящей статье, но кратко рассмотрим особенности каждой серии семейства VIPerPlus.

Во всех сериях преобразователей кроме VIPerPlus серии 5, использующей квазирезонансную топологию, применяется технология «джиттера частоты». Суть ее в том, что частота коммутации во время работы «плавает» на несколько процентов вокруг центрального значения. Например, в одной из модификации преобразователя VIPer38 центральная рабочая частота составляет 60 кГц, а в другой модификации – 120 кГц. При этом в первом случае частота колеблется вокруг центрального значения в пределах ±4 кГц, а во втором – в пределах ±8 кГц.

Такое колебание частоты «размазывает» спектр электромагнитных помех и уменьшает пиковое и среднее значение электромагнитных помех. Примерно по такому же принципу построена технология расширения спектра (spread spectrum), но в ней колебания частоты значительно больше, из-за чего могут возникнуть проблемы при выборе ЭМП-фильтра и сглаживающего фильтра на выходе преобразователя. В случае небольшого колебания частоты, как это происходит в VIPerPlus, такие проблемы не возникают.

Конечно, из-за меньшего колебания рабочей частоты в VIPerPlus генерируемые помехи ослабляются в меньшей степени. Однако, учитывая компактный монтаж, при котором ШИМ-контроллер и силовой ключ находятся в одном корпусе, а также относительно небольшую мощность преобразователей, расширение спектра было бы избыточным. К тому же, усложнилась бы задача по выбору фильтра.

Серия VIPerPlus0P характеризуется режимом нулевого потребления ZPM. В нем отсутствует коммутация силового ключа, и отключается питание от значительной части внутренней схемы, что позволяет снизить ток собственного потребления до 20 мкА. Включение/выключение режима ZPM происходит по внешнему сигналу. На рисунке 1 показана схема включения преобразователя VIPerPlus0P в конфигурации изолированного обратноходового преобразователя с регулированием PSR по первичной стороне.

 

 

Рисунок 1. Схема включения преобразователя VIPerPlus0P в конфигурации изолированного обратноходового преобразователя с регулированием PSR по первичной стороне

Широкий диапазон питания 4,5–30 В серии VIPerPlus1, как и у серии VIPerPlus0P, позволяет использовать для питания преобразователей либо вспомогательную, третью, обмотку обратноходового трансформатора, либо внешний низковольтный источник. На рисунке 2 показана схема включения преобразователя VIPer11 в конфигурации повышающее-понижающего неизолированного преобразователя с отрицательным выходным напряжением.

Рисунок 2. Схема включения преобразователя VIPer11 в конфигурации повышающее-понижающего неизолированного преобразователя с отрицательным выходным напряжением

Квазирезонансная обратноходовая топология серии VIPerPlus5 позволяет уменьшить коммутационные потери в силовом ключе и упростить ЭМП-фильтр. Детектирование нулевого значения тока первичной обмотки происходит по напряжению вспомогательной обмотки трансформатора которое поступает на внешний вывод преобразователя через резисторный делитель напряжения. Схема включения преобразователя в описанной конфигурации показана на рисунке 3.

 

Рисунок 3. Схема включения квазирезонансного преобразователя VIPer35

Компоненты серии VIPerPlus6 при работе по схеме изолированного обратноходового преобразователя могут использовать оптопару для обратной связи. В этом случае не требуется третья вспомогательная обмотка трансформатора. На рисунке 4 в качестве примера показана изолированная топология с использованием оптопары для обратной связи.

 

Рисунок 4. Изолированная топология на базе преобразователя VIPer26с использованием оптопары для обратной связи

В преобразователи серии VIPerPlus7 встроен узел для обнаружения прерывания питания BR (Brown out protection), который позволяет измерять сетевое напряжение питания. Если в течение определенного времени его значение ниже допустимой величины, это состояние распознается как авария сетевого напряжения, и силовой MOSFET выключается. На рисунке 5 показана схема включения преобразователя с использованием BR. Если эта функция не используется, то внешний вывод BR замыкается на землю.

 

Рисунок 5. Схема включения преобразователя с VIPer37с использованием функции BR

Преобразователи серии VIPerPlus8 способны в течение 2 с выдать пиковое значение мощности, заметно превышающее номинальное. Например, максимально допустимая мощность преобразователя VIPer38 при входном напряжении 85–265 В составляет 15 Вт, а пиковая мощность при температуре окружающего воздуха не более 50°С достигает величины 25 Вт. Типовая съема включения преобразователя этого семейства ничем не отличается от таковой для преобразователей серии VIPerPlus7, поэтому мы не будем ее приводить.

AC/DC-преобразователи от STMicroelectronics в наличии на складе Промэлектроника:

  Наименование   Примечание Корпус Производитель Оптовая цена, руб. Розн. цена, руб. Всего Розн. маг. Краткое описание
VIPER22ADIP-E   DIP8 STM 21.84 руб. 32.37 руб. 1024 237 SMPS сх. упpавления, MOSFET 730V/Idp=0.7A, Fosc=60kHz, Pout<20W
VIPER50A-E   TO-220-5 STM 64.41 руб. 82.96 руб. 781 75 SMPS primary IC 50W 700V/1,5A
VIPER12AS-E   SOIC8 STM 23.41 руб. 34.46 руб. 95 - SMPS
VIPER100ASP-E   PowerSO10 STM 151.49 руб. 194.18 руб. 1 1 SMPS primary IC 100W 700V/3A
VIPER100-E   TO-220-5 STM 118.27 руб. 138.17 руб. 465 267 SMPS primary IC 100W 620V/3A
VIPER16HN   DIP7 STM 27.49 руб. 35.12 руб. 1281 46 OFFLINE CONV PWM OTP 7DIP
VIPER22AS-E   SOIC8 STM 53.89 руб. 74.27 руб. 137 109 SMPS сх. упpавления, MOSFET 730V/Idp=0.7A, Fosc=60kHz, Pout<20W
VIPER50ASP-E   PowerSO10 STM 201.58 руб. 255.38 руб. 91 81 SMPS primary IC 50W 700V/1,5A
VIPER53DIP-E   DIP8 STM 49.02 руб. 59.87 руб. 2593 35 SMPS сх. упpавления, MOSFET 650V/Idp=1.9A, 20-130kHz
VIPer53SP-E   PowerSO10 STM 116.32 руб. 147.95 руб. 1271 36 SMPS 50Вт 800В
VIPER100A-E   TO-220-5 STM 166.29 руб. 215.84 руб. - - SMPS primary IC 100W 700V3A
VIPER17LN   DIP7 STM 38.66 руб. 54.54 руб. 115 15 SMPS primary IC 6W 60kHz
VIPER17HN   DIP7 STM 39.00 руб. 54.99 руб. 487 50 SMPS primary IC 6W 115kHz
VIPER12ADIP-E   DIP8 STM 28.66 руб. 39.60 руб. 536 22 SMPS
VIPER26HDTR   SOIC16 STM 32.21 руб. 40.59 руб. 2162 171 SMPS 26W
VIPER16HD   SOIC16 STM 17.91 руб. 23.90 руб. 552 61 OFF LINE C MODE PWM
VIPER27HN   DIP7 STM 47.58 руб. 66.13 руб. 159 19 SMPS 20Вт/800В/1.5А
VIPER17LD   SOIC16 STM 40.73 руб. 56.39 руб. 180 44 SMPS primary IC 6W 60kHz
VIPER25HN   DIP7 STM 21.42 руб. 28.04 руб. 7 7 SMPS 7Ом 0.7А 225кГц
VIPER25HD   SOIC16 STM 40.21 руб. 55.72 руб. 270 50 SMPS 7Ом 0.7А 225кГц
VIPER26HN   DIP7 STM 50.15 руб. 69.45 руб. 382 5 SMPS 18Вт/800В/1.5А
VIPER27HD   SOIC16 STM 22.14 руб. 32.42 руб. 2 2 SMPS 20Вт/800В/1.5А
VIPER28HN   DIP7 STM 62.97 руб. 85.93 руб. 85 4 SMPS 20Вт/800В/1.5А 115кГц
VIPER28LD   SOIC16 STM 15.43 руб. 21.78 руб. 41 41 SMPS 20Вт/800В/1.5А 60кГц
VIPER37HE   SDIP10 STM 21.42 руб. 28.04 руб. 87 31 SMPS 25Вт/800В/1.5А 115кГц
VIPER53ESPTR-E   PowerSO10 STM 109.52 руб. 144.94 руб. 90 - SMPS primary IC 40W 620V/1,5A 300кГц
VIPER06HS   SSO10 STM 27.78 руб. 40.26 руб. 105 37 115kHz 800V 2,5A 32R SSO10
VIPER06XN   DIP7 STM 28.00 руб. 40.55 руб. 111 - IC OFFLINE SWITCH PWM SMPS 7DIP
VIPER12ASTR-E   SOIC8 STM 32.31 руб. 46.23 руб. 560 49 OFFLINE SWIT PWM SMPS 8SOIC
VIPER22ASTR-E   SOIC8 STM 27.96 руб. 40.49 руб. 857 - OFFLINE SWIT PWM SMPS 8SOIC
VIPER27LN   DIP7 STM 39.39 руб. 55.49 руб. 156 93 OFFLINE CONV PWM OVP 7DIP
VIPER28LN   DIP7 STM 42.25 руб. 52.10 руб. 70 70 AC/DC преобразователь напряжения, 54-66кГц

Продукцию компании  Вы можете заказать, сделав заявку:

  • через Интернет-магазин на сайте www.promelec.ru компании "Промэлектроника";
  • по электронному почтовому адресу order@promelec.ru;
  • по единому телефону отдела продаж: 8 800 1000 321.

Последние новости - одной лентой: 


сообщение об ошибке