eng
Выпуск #1/2004
С.Алексеев, А.Михеев.
Защита источника питания на базе микросхемы семейства TOPSwitch-GX фирмы Power Integrations от перегрузок на выходе
Защита источника питания на базе микросхемы семейства TOPSwitch-GX фирмы Power Integrations от перегрузок на выходе
Просмотры: 2267
Компания Power Integrations – ведущий поставщик аналоговых высоковольтных интегральных схем для производства экономичных и компактных источников питания, работающих в широком диапазоне мощностей и напряжений. Применение продукции Power Integrations позволяет значительно сократить число дискретных компонентов, используемых в импульсных источниках питания, и тем самым уменьшить их габариты и массу, повысить надежность и снизить себестоимость.
Запатентованная структура и высокотехнологичный оптимизированный процесс производства позволяют интегрировать на одном кремниевом кристалле низковольтную и высоковольтную части схемы. А с помощью запатентованной технологии EcoSmartTM, которая с 1998 года применяется во всех изделиях фирмы, устраняются утечки энергии, возникающие при отключении потребителя питания.
Power Integrations также поставляет средства разработки и программное обеспечение PI Expert для расчета параметров схем, позволяющие снизить себестоимость и сократить время проектирования новых изделий.
Компания выпускает четыре основных семейства микросхем для различных применений: TOPSwitch, TinySwitch, LinkSwitch и DPA-Switch. Семейство TOPSwitch предоставляет разработчику максимальные достоинства при создании импульсных источников питания в диапазоне мощностей 0–290 Вт. Однако микросхемы этого семейства имеют один существенный недостаток, заключающийся в переходе схемы ТОРSwitch (далее TOP) в некий режим стабилизации выходной мощности при перегрузке выхода по току: пока не сработает пороговая защита микросхемы, ток на ее выходе резко возрастает, что в первую очередь воздействует на выходной диод. Даже в микросхемах современной серии ТОР24х при настройке срабатывания по выводу X ток на выходе в три-четыре раза превышает рабочий, и если источник "зависает" в таком режиме, выходной диод из-за перегрева через некоторое время выходит из строя, что приводит к сгоранию всей микросхемы.
Для устранения этого недостатка предлагается схема, показанная на рисунке. При снижении выходного напряжения из-за перегрузки она выключает ТОР, переводя его в режим ожидания восстановления нормального режима. Схема работает следующим образом. При подаче питающего напряжения на ТОР на его выводе 1 появляется напряжение 5,8 В. Это напряжение плавно заряжает конденсатор С6, потенциал которого повторяет эмиттерный повторитель VT1, приводя к протеканию тока в базе VT2. Транзистор VT2 открывается и отключает ТОР.
При работе микросхемы серии ТОР на конденсаторе С3 появляется напряжение, равное обычно 12 В (если это напряжение отличается от стандартного, необходимо изменить номинал стабилитрона VR1). Напряжение на С3 вызывает прохождение тока через открывшийся стабилитрон VR1 и резистор R5 в базу VT2, удерживая транзистор в открытом состоянии. Одновременно базовый ток VT2 через резистор R9 открывает транзистор VT3, через который разряжается С6, готовя его к следующему циклу запуска ТОР.
При перегрузке выхода по току выходное напряжение начинает просаживаться, приводя к снижению напряжения на конденсаторе С3. Стабилитрон VR1 запирается, и ток в базу VT2 не поступает. Закрываясь, VT2 выключает ТОР. После отключения ТОР напряжение на C3 исчезает, что приводит к запиранию VT3. При этом появляется возможность заряда конденсатора С6 от вывода 1 ТОРа, т.е. начинается цикл запуска. Если перегрузка сохраняется, источник будет "стоять и тикать", мирно ожидая лучших времен.
Контактные адреса
Сергей Алексеев serge@sving.ru
Антон Михеев am@macro-peterburg.ru
Power Integrations также поставляет средства разработки и программное обеспечение PI Expert для расчета параметров схем, позволяющие снизить себестоимость и сократить время проектирования новых изделий.
Компания выпускает четыре основных семейства микросхем для различных применений: TOPSwitch, TinySwitch, LinkSwitch и DPA-Switch. Семейство TOPSwitch предоставляет разработчику максимальные достоинства при создании импульсных источников питания в диапазоне мощностей 0–290 Вт. Однако микросхемы этого семейства имеют один существенный недостаток, заключающийся в переходе схемы ТОРSwitch (далее TOP) в некий режим стабилизации выходной мощности при перегрузке выхода по току: пока не сработает пороговая защита микросхемы, ток на ее выходе резко возрастает, что в первую очередь воздействует на выходной диод. Даже в микросхемах современной серии ТОР24х при настройке срабатывания по выводу X ток на выходе в три-четыре раза превышает рабочий, и если источник "зависает" в таком режиме, выходной диод из-за перегрева через некоторое время выходит из строя, что приводит к сгоранию всей микросхемы.
Для устранения этого недостатка предлагается схема, показанная на рисунке. При снижении выходного напряжения из-за перегрузки она выключает ТОР, переводя его в режим ожидания восстановления нормального режима. Схема работает следующим образом. При подаче питающего напряжения на ТОР на его выводе 1 появляется напряжение 5,8 В. Это напряжение плавно заряжает конденсатор С6, потенциал которого повторяет эмиттерный повторитель VT1, приводя к протеканию тока в базе VT2. Транзистор VT2 открывается и отключает ТОР.
При работе микросхемы серии ТОР на конденсаторе С3 появляется напряжение, равное обычно 12 В (если это напряжение отличается от стандартного, необходимо изменить номинал стабилитрона VR1). Напряжение на С3 вызывает прохождение тока через открывшийся стабилитрон VR1 и резистор R5 в базу VT2, удерживая транзистор в открытом состоянии. Одновременно базовый ток VT2 через резистор R9 открывает транзистор VT3, через который разряжается С6, готовя его к следующему циклу запуска ТОР.
При перегрузке выхода по току выходное напряжение начинает просаживаться, приводя к снижению напряжения на конденсаторе С3. Стабилитрон VR1 запирается, и ток в базу VT2 не поступает. Закрываясь, VT2 выключает ТОР. После отключения ТОР напряжение на C3 исчезает, что приводит к запиранию VT3. При этом появляется возможность заряда конденсатора С6 от вывода 1 ТОРа, т.е. начинается цикл запуска. Если перегрузка сохраняется, источник будет "стоять и тикать", мирно ожидая лучших времен.
Контактные адреса
Сергей Алексеев serge@sving.ru
Антон Михеев am@macro-peterburg.ru
Отзывы читателей
