Новые микросхемы LinkSwich для построения AC/DC-преобразователей. Справочные данные

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Применение микросхем

 Комментарии к статье

LinkSwitch - название новой серии микросхем фирмы Power Integration для построения сетевых обратноходовых преобразователей AC/DC малой мощности. Эти преобразователи применяют в маломощных сетевых изолированных источниках питания, в проводных и беспроводных телефонах, проигрывателях CD, бытовой аппаратуре в качестве источника питания дежурного режима, зарядных устройствах и везде, где требуется небольшая мощность источника - от 2 до 5 Вт. Серия состоит из микросхем LNK500 и LNK5O1. По сути, - это один и тот же кристалл, разница только в проценте разброса выходного напряжения. У LNK500, при включении без обратной связи, разброс выходного напряжения больше, соответственно и цена ниже. У LNK5O1 - наоборот.

В состав микросхем входят (рис. 1): высоковольтный силовой ключ - транзистор POWER MOSFET, компаратор ограничения тока, узел температурной защиты, схема мягкого запуска, усилитель ошибки, генератор, ШИМ компаратор. Микросхемы изготавливаются в корпусах типа DIP-8B (вариант Р, рис. 2) и SMD-8B (вариант G), у которых отсутствует один вывод.

Рис. 1. Состав микросхемы

В состав микросхем входят (рис. 1): высоковольтный силовой ключ - транзистор POWER MOSFET, компаратор ограничения тока, узел температурной защиты, схема мягкого запуска, усилитель ошибки, генератор, ШИМ компаратор. Микросхемы изготавливаются в корпусах типа DIP-8B (вариант Р, рис. 2) и SMD-8B (вариант G), у которых отсутствует один вывод.

Рис. 2. Корпус типа DIP-8B

Преобразователи на основе этих микросхем получаются достаточно компактными, так как в них используется небольшое количество компонентов. Причем плата преобразователя получается гораздо меньше размером и массой, чем трансформатор соответствующей мощности на 50 Гц. Встроенные в микросхему узлы позволяют уменьшить число навесных компонентов, упрощая монтаж и увеличивая надежность системы. Рабочая частота микросхемы - 42 кГц . При такой частоте упрощается фильтрация выходных напряжений преобразователя. Обе микросхемы применяют в преобразователях не только на фиксированное входное напряжение, но и на расширенный диапазон (85...265 В). Как правило, в дешевой аппаратуре, не требующей высокой стабильности выходного напряжения, используется схема включения без обратной связи (рис. 3). Нестабильность выходного напряжения увеличивается при этом до ±10% у LNK501 и до ±20% - у LNK500. Для устройств с высокими требованиями к стабильности питающего напряжения используется схема включения с обратной связью (рис. 4).

Рис. 3. Схема включения без обратной связи

Рис. 4. Схема включения с обратной связью

Микросхемы соответствуют стандартам EcoSmart, Energy Star, Blue Angel и рекомендациям ЕС. При отсутствии нагрузки и напряжения в сети 265 В они потребляют менее 300 мВт, причем для контроля тока микросхемы не нуждаются во внешнем токовом сенсоре.

Назначение выводов:

D (сток) - соединен со стоком мощного MOSFET-транзистора, по нему подводится питание ко всей схеме управления. Вывод имеет соединение с внутренней схемой ограничения тока.

С (управление) - вход усилителя ошибки, схемы обратной связи по току (регулировка рабочего цикла) и управления схемой ограничения тока. Встроенный параллельный регулятор подключен к внутреннему источнику тока в нормальном состоянии.Вход также используется для подключения сглаживающего конденсатора и конденсатора компенсации/авторестарта.

S (исток) - является выходом мощного ключа для подключения нагрузки, выходом схемы управления первичной обмоткой.

Описание работы типовой схемы преобразователя AC/DC

Включение питания

В течение процесса подачи напряжения, конденсатор C3 (рис. 3, 4), включенный между выводами С и S микросхемы, заряжается сквозным током от входа D через внутренний источник тока. Когда напряжение на выводе С достигает значения 5,6 В относительно вывода S, ток прекращается, внутренняя управляющая схема активируется и транзистор MOSFET начинает коммутировать первичную обмотку. В этот момент заряд на конденсаторе C3 используется для питания управляющих цепей микросхемы.

Поддержание заданного тока

Форма выходного напряжения повторяет наклон кривой напряжения приложенного к первичной обмотке трансформатора. Ток I_С (рис. 5) на выводе С нарастает. Когда значение I_С сравняется с I_DCT, внутренняя схема ограничивает нарастание I_С по достижении порога I_LIM. Внутренняя схема обеспечивает V-образную форму I_С для поддержания нормального питания во время просадок напряжения.

Рис. 5. Характеристики, характеризующие режимы работы

Поддержание заданного напряжения

Когда ток I_С превышает значение I_DCS (рис. 5), уменьшается скважность импульсов. Так как значение I_С зависит от напряжения питания, рабочий цикл ограничивается в зависимости от пикового тока, устанавливаемого внутренней цепочкой управления ключом (откуда и название LinkSwitch). В зависимости от положения рабочей точки на графиках рис. 5 микросхема работает либо в режиме поддержания напряжения, либо тока. При минимуме входного напряжения (в случае использования микросхемы в блоке питания с универсальным входом) этот переход происходит приблизительно при 30% скважности. Когда скважность будет менее 4%, уменьшается частота переключений, чтобы снизить потребляемую энергию. Номинал резистора R1 (рис. 3) вследствие этого выбирается таким, чтобы обеспечить равенство токов I_C и I_DCT, когда V_OUT принимает желаемые значения при минимуме входного напряжения.

Режим авторестарта

При возникновении каких-либо отклонений в работе, наприме, прикоротком замыкании или обрыве нагрузки, прекращается ток на выводе С микросхемы. Конденсатор C3 разряжается до напряжения 4,7 В. При этом активируется схема авторестарта, которая закрывает транзистор MOSFET и переводит управляющую схему в режим низкого потребления мощности. В режиме авторестарта микросхема периодически запускается, но переходит в нормальный режим только после устранения неисправности.

На регулировку выходного напряжения влияет напряжение на конденсаторе С4, которое в свою очередь зависит от ЭДС самоиндукции первичной обмотки трансформатора. Резистор R3 и конденсатор С4 образуют фильтр, на котором выделяется напряжение ошибки.

На рис. 4 показана типовая схема включения микросхем с оптроном обратной связи. В первичных целях добавлены элементы R4, С5 и транзистор оптрона DA2. Светодиод оп-трона включен во вторичной цепи вместе с элементами R5, R6, VD7. Резистор R6 задает рабочий ток VD7. Резистор R5 ограничивает сквозной ток через светодиод оптрона и VD7. Как только напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 превышает порог открытия светодиода и стабилитрона, фототранзистор открывается и шунтирует резистор R4, увеличивая напряжение на конденсаторе С4. Изменение напряжения на этом конденсаторе вызывает уменьшение скважности импульсов, подаваемых на мощный ключ, и как следствие уменьшение напряжения на стороне вторичной обмотки.

Выходная характеристика микросхем показана на рис. 6.

Рис. 6. Выходная характеристика микросхем

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Применение микросхем.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Навигатор в лобовом стекле автомобиля 16.07.2013 Компания Garmin представила автомобильную систему, которая отображает навигационную информацию на лобовом стекле, тем самым позволяя водителю не отвлекаться от дороги. В систему входят проектор, который размещается на приборной панели автомобиля, и пленка или линза - они крепятся к лобовому стеклу, и на них проецируется информация. На прозрачный экран выводятся стрелки направления движения, расстояние до следующего маневра, текущая скорость и расчетное время прибытия. Пользователя также предупреждают о заторах на дороге и о камерах. Яркость экрана регулируется автоматически в зависимости от условий освещения. Информация, показываемая на экране, берется со смартфона, на котором установлено одно из приложений Garmin - StreetPilot или Navigon. Со смартфоном система соединяется по каналу Bluetooth. Система, получившая название Garmin HUD (от head-up display - "индикатор на лобовом стекле"), поступит в продажу до конца лета и будет стоить 130 долларов США. Некоторые производители по собственной инициативе встраивают в свои автомобили аналогичные индикаторы. Они есть, например, в BMW M6 и Lexus HS. Достоинством системы Garmin является возможность размещения в любой машине.

Другие интересные новости:

▪ Арсенид-галлиевые усилители MGA-61563 и MGA-62563

▪ Красный свет может улучшить зрение

▪ Отраженный от планеты свет покажет ее обитаемость

▪ Модули XBee сертифицированы ZigBee-альянсом

▪ 3-канальный аналоговый усилитель MCP2030

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья На блюдечке с голубой каемочкой. Крылатое выражение

▪ статья Кем, когда и как изобретен первый броненосец? Подробный ответ

▪ статья Оператор пульта управления сушки и обжига кирпича. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Доработка логического пробника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Перемещающаяся картина. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025