Двері навстіж: DC / DC-перетворювачі з широким вхідним діапазоном напруг

1. Додатки з високим вхідним напругою живлення
2. Рішення проблеми високого рівня перешкод
3. Додаткові переваги мікросхем з широким вхідним діапазоном напруг
4. Повторне використання розроблених рішень ІП
5. Побудова инвертирующих схем з широким вхідним діапазоном
6. Спрощення схем захисту від перешкод
7. Коротка характеристика DC / DC-перетворювачів TI з широким вхідним діапазоном
8. Понижуючі DC / DC-перетворювачі TI з широким вхідним діапазоном
9. Підвищують DC / DC-перетворювачі TI з широким вхідним діапазоном
10. Повишающе-понижуючі DC / DC-перетворювачі TI з широким вхідним діапазоном
11. Висновок
12. література
13. Про компанію Texas Instruments

компанія Texas Instruments є лідером виробництва інтегральних DC / DC-перетворювачів з широким вхідним діапазоном. Застосування таких мікросхем дає цілий ряд переваг: спрощує схеми захисту від перешкод, зменшує вартість підсумкового вироби, робить можливим створення універсальних джерел живлення для різних напруг живлення.

Мал. 1. Розподіл ринку мікросхем харчування

Одним з напрямків розвитку мікросхем DC / DC-перетворювачів є збільшення діапазону вхідних напруг. В даний час ринок перетворювачів можна розділити на три основні сегменти (малюнок 1):

• мікросхеми з низьким вхідним напругою до 6 В і великими вихідними струмами;
• мікросхеми середнього діапазону (до 20 В);
• мікросхеми з високим вхідним напругою (більше 20 В).

Згідно з дослідженнями, обсяг випущених в даний час мікросхем харчування зі вхідною напругою 20 ... 100 В становить близько 35% і постійно зростає.

Мікросхеми харчування з широким діапазоном можуть використовуватися практично у всіх областях електроніки. Однак найкращим чином їх переваги розкриваються в жорстких умовах експлуатації в складі промислових, автомобільних і комунікаційних пристроїв. Їх особливості:

• високі значення вхідних напруг для мікросхем харчування;
• надзвичайно високий рівень перешкод;
• високі вимоги до надійності.

Для того, щоб створити надійне джерело живлення, що відповідає вимогам, що пред'являються, на основі мікросхеми зі стандартним вхідним діапазоном до 36 В, доводиться докладати багато зусиль. Необхідно передбачати різні схеми захисту, створювати багатокаскадні схеми з розв'язують трансформаторами. Крім того, для кожного конкретного випадку потрібен індивідуальний підхід, тобто кожен раз потрібно проектувати джерело живлення заново. Все це неминуче призводить до збільшення складності, термінів розробки, вартості і габаритів.

Використання DC / DC-перетворювачів з широким вхідним діапазоном дозволяє створювати малогабаритні, недорогі і універсальні ІП, що відповідають всім вимогам.

Додатки з високим вхідним напругою живлення

Варто зазначити, що для більшості додатків напругу живлення мережі не є постійною величиною. Діапазон його зміни залежить від конкретного додатка (малюнок 2).

Мал. 2. Вимоги до вхідній напрузі мікросхем харчування

Прикладом пристроїв з високим вхідним напругою є системи телекомунікацій. Для більшості з них при стандартній напрузі шини 48 В потрібно забезпечувати працездатність в діапазоні напруг 38 ... 75 В і при цьому витримувати імпульси до 100 В.

Інший приклад - напруги бортової мережі вантажного автомобіля. Допуск на напругу бортової мережі визначено в ГОСТ Р52230-2004 «Електроустаткування автотракторне. Загальні технічні умови ». Номінальне значення напруги бортової мережі при вимкненому двигуні становить 24 В. Воно визначається напругою акумулятора. Якщо акумулятор заряджений, напруга мережі максимально близько до номінального. При розряді акумулятора воно знижується.

З іншого боку, при працюючому генераторі номінальну напругу бортової мережі становить 27 В.

Крім того, згідно з ГОСТ Р52230-2004, споживачі електроенергії, які використовуються при працюючому двигуні, повинні бути працездатними при зміні напруги, що підводиться від 90% до 125% номінальної напруги системи. Якщо перерахувати це в вольти - отримаємо діапазон робочих напруг 21.6 ... 30 В.

Очевидно, що такий діапазон покриває величезну кількість рядових мікросхем харчування, але головна проблема полягає в розрахунку ланцюгів захисту.

При проектуванні автомобільної електроніки з використанням звичайних мікросхем харчування в обов'язковому порядку передбачаються схеми захисту від перенапруги. У найпростішому випадку це TVS-діоди і варистори. І ті, й інші не мають ідеальної прямокутної ВАХ. Це призводить до того, що величина перенапруги перешкоди залежить від її потужності. Чим могутніше перешкода, тим вище амплітуда напруги.

Наприклад, TVS-діод SMCJ30A має напругу початку пробою 33.3 В. При приході перешкоди напруга обмеження складе 48.4 В при імпульсному струмі 32 А, а при струмі 156 А - вже 64.3 В.

Таким чином, робочий діапазон мікросхеми перетворювача повинен бути значно вище, ніж номінальне значення напруги бортової мережі.

Використання мікросхем харчування з широким вхідним діапазоном дозволяє з запасом покрити весь діапазон вхідних напруг навіть з урахуванням неефективної роботи зовнішніх захисних елементів. Крім того, в більшості випадків необхідність в них відпадає зовсім, про це буде сказано в розділі «Спрощення схем захисту від перешкод».

Аналогічні вимоги до допуску на номінальне значення вхідної напруги пред'являються в телекомунікаційному і промисловому обладнанні.

Стандартні DC / DC-перетворювачі для таких додатків зажадають багатоступінчастого перетворення з можливим використанням трансформаторної розв'язки.

Якщо використовувати мікросхеми харчування з широким діапазоном, то ІП можна зробити максимально простим, з мінімумом зовнішніх компонентів.

Зменшення кількості зовнішніх компонентів призводить до того, що таке джерело живлення займає мало місця на платі і має низьку ціну.

Рішення проблеми високого рівня перешкод

Вимоги до електромагнітної сумісності (ЕМС) приладів для всіх трьох перерахованих вище областей є дуже жорсткими. Це означає, що крім високої вхідної напруги, пристрої повинні витримувати вплив потужних перешкод. Величина цих перешкод в різних додатках відрізняється (малюнок 2).

Як приклад знову звернемося до автомобільної електроніки.

При функціонуванні електрообладнання автомобіля в аварійних і робочих ситуаціях (рисунок 3), наприклад, при холодному запуску двигуна, обриві індуктивних навантажень, шуми, запуск двигуна від акумулятора іншого автомобіля і т.д., можуть виникати різні перешкоди. Величина виникають імпульсів напруги може досягати від десятків до сотень вольт.

Мал. 3. Перешкоди в бортовій мережі автомобіля

Згідно ГОСТ 28751-90 «Електрообладнання автомобілів. Електромагнітна сумісність. Кондуктивні завади по ланцюгах харчування. Вимоги та методи випробування », пристрої проходять випробування ЕМС при різних ступенях жорсткості впливають перешкод. Наприклад, для бортових мереж 24 В амплітуда позитивної перешкоди може досягати 35 ... 200 В в залежності від вимог до умов експлуатації.

Рівень перешкод в промислових шинах харчування також може бути високим. Це пов'язано з комутаційними процесами при управлінні двигунами, комутації електромагнітів та інших потужних споживачів.

Використання мікросхем харчування з широким діапазоном у багатьох випадках скорочує або навіть усуває необхідність використання зовнішніх елементів захисту (стабілітронів, схем захисного відключення на транзисторах і ін.). Більш детально це питання розглянуто в розділі «Спрощення схем захисту від перешкод».

Додаткові переваги мікросхем з широким вхідним діапазоном напруг

Крім виконання перерахованих вище вимог, використання мікросхем з широким вхідним діапазоном дає додаткові переваги:

• розширюється можливість повторного використання розроблених рішень;
• з'являється можливість побудови складних схем з негативними рівнями напруги і широким вхідним діапазоном;
• відбувається скорочення кількості використовуваних зовнішніх компонентів і спрощуються схеми захисту.

Розглянемо кожне з описаних переваг окремо.

Повторне використання розроблених рішень ІП

Розробка джерел живлення є складною багатоступеневою завданням. Процес створення ІП складається з ряду етапів: вибору елементної бази, розробки принципової схеми з урахуванням ЕМС, розробки топології плати.

На кожному етапі можна припуститися помилки, яка призведе до того, що весь процес розробки доведеться почати заново. З цієї причини кожен розробник намагається по максимуму використовувати раніше створені вдалі блоки. У ряді випадків схема ІП і топологія друкованої плати просто переносяться в інший проект.

Мал. 4. Варіанти повторного використання рішень для ІП

Використання мікросхем харчування з широким вхідним діапазоном дозволяє зробити розробляються рішення ще більш універсальними за рахунок використання однієї і тієї ж схеми і топології плати при різній напрузі шини харчування. Джерело живлення, розроблений для бортової мережі легкового автомобіля 12 В, може використовуватися без значних змін для вантажних автомобілів (24 В), телекомунікаційних пристроїв (48 ... 75 В) і промислової автоматики (24 В) (рисунок 4а).

Можливість використання практично ідентичних блоків ідеально підходить для побудови каскадних схем.

Якщо потрібно побудувати каскадну схему - то як її різних ступенів можуть бути використані однакові блоки на основі мікросхем з широким вхідним діапазоном (рисунок 4б). При цьому, можливо не тільки послідовне з'єднання окремих блоків, а й паралельне.

У разі послідовного з'єднання тільки перший блок взаємодіє з первинної шиною харчування. При паралельному з'єднанні всі блоки підключені до первинної шині. Але головне те, що всі блоки є практично ідентичними і відрізняються лише номіналами зовнішніх регулювальних компонентів (частотозадающих резисторів, резисторів зворотного зв'язку та ін.).

Використання однієї і тієї ж схеми для різних пристроїв дає безліч переваг:

• скорочує час розробки - не потрібно заново вибирати відповідний перетворювач, створювати схему, розводити плату;
• знижує втрати грошей, що виникають при неминучих помилках при перепроектировании;
• скорочує номенклатуру елементів, що дозволяє знизити закупівельну вартість;
• спрощує організацію монтажу пристроїв. Якщо використовуються одні й ті ж мікросхеми, то в більшості випадків можна використовувати перевірені температурні профілі пайки, вивірені шаблони трафаретів і т.д.

Побудова инвертирующих схем з широким вхідним діапазоном

Деякі знижують DC / DC-перетворювачі дозволяють створювати ІП з негативним вихідним напругою. Для цього використовується інвертується схема включення. Особливість схеми полягає в тому, що різниця між вхідним і вихідним напругою не повинна перевищувати ширину вхідного діапазону мікросхеми. Чим ширше вхідний діапазон - тим більший запас надійності ми отримаємо.

Наприклад, при використанні DC / DC-перетворювача LM5006 , Призначеного для роботи з вхідними напругами до 75 В, в инвертирующей схемою з вихідною напругою - 15 В, вхідна напруга може бути до 60 В. Тобто таке рішення може бути використано в більшості промислових і автомобільних застосувань.

В результаті одна і та ж мікросхема дозволяє будувати максимально уніфіковані системи з багатьма рівнями вихідних напруг (малюнок 5).

Мал. 5. Побудова складних систем харчування

Спрощення схем захисту від перешкод

Як було показано вище, при використанні звичайних мікросхем харчування з вхідним діапазоном до 36 В необхідно реалізовувати захисні схеми, щоб запобігти пошкодженню пристрою від потужних перешкод, що поширюються по лініях харчування. Існує два основних способи захисту (таблиця 1, рисунок 6):

• використання пасивних і активних захисних схем;
• використання активних захисних схем.

Використання мікросхем з широким діапазоном дозволяє вирішити цю проблему по-особливому.

Мал. 6. Побудова схем захисту мікросхем харчування

Схеми захисту на дискретних компонентах (пасивні схеми захисту) використовують пасивні компоненти захисту:

• від перевантаження по вхідному струмі - плавкі і самовідновлюваний запобіжник, термістори;
• від перевантаження по напрузі - варистори, TVS-діоди і стабілітрони;
• від недотриманні полярності - випрямні діоди.

Головним достоїнством таких схем є: простота реалізації і відсутність виключень пристрою при виникненні перенапруги.

Таблиця 1. Порівняння схем захисту

Характеристика Схема захисту Пасивний захист Активний захист Мікросхеми з широким вхідним діапазоном Кількість зовнішніх компонентів середнє велике мале Складність реалізації середня висока низька Вартість середня висока низька Займана площа висока висока мала Рівень захисту залежить від типу компонентів високий високий Тривалість перешкоди обмежена не обмежена не обмежена Переривання роботи схеми на час перешкоди не переривається переривається не переривається

У ситуації перенапруги перешкода обмежується захисними елементами, в той час як сама мікросхема харчування і весь пристрій продовжують працювати.

Як було сказано вище, дискретні компоненти не є ідеальними захисними елементами. Захисні діоди і варистори не мають прямокутної ВАХ. Рівень напруги обмеження для них залежить від потужності перешкоди. Час і потужність впливають перешкод обмежені допустимої розсіюється потужністю, а ступінь і рівень захисту залежать від використовуваних елементів. Плавкі і самовідновлюваний запобіжник мають обмеження по швидкодії. Крім того, до явних недоліків пасивних схем можна віднести досить велику номенклатуру компонентів і складність отримання компактних рішень.

Активні схеми захисту. У них використовуються додаткові зовнішні транзистори і мікросхеми захисту. У разі виникнення перенапруг, перевантажень по струму і інших перешкод транзистори вимикаються, захищаючи мікросхеми харчування.

Ці схеми дозволяють витримувати тривалі перенапруги і перевантаження. Ступінь захищеності мікросхем харчування для таких схем найбільш висока.

До мінусів такого рішення слід віднести ускладнення схеми, збільшення займаної площі, значне збільшення вартості.

На відміну від пасивних схем захисту при виникненні перенапруги відбувається вимикання захисного транзистора, і пристрій знеструмлюється. Якщо не передбачено додаткового механізму автоматичного включення, то може відбуватися повне виключення пристрою.

Використання мікросхем з широким вхідним діапазоном. Як було показано вище, широкий вхідний діапазон напруг дозволяє в ряді випадків відмовитися від складних схем захисту. Єдиним захисним елементом стане діод, що захищає від викидів негативного напруги. Це дозволяє:

• отримати схеми з високим рівнем захисту від потужних перешкод;
• скоротити кількість використовуваних елементів;
• зменшити вартість;
• створювати компактні рішення.

Виникаючі перенапруги ніяк не позначаються на функціонуванні пристрою, так як мікросхема харчування продовжує функціонувати.

У разі необхідності додаткового підвищення рівня захисту використовуються комбіновані методи захисту.

Коротка характеристика DC / DC-перетворювачів TI з широким вхідним діапазоном

Texas Instruments пропонує більше 130 найменувань мікросхем DC / DC-перетворювачів з широким вхідним діапазоном для джерел живлення різних топологій:

• понижуючі перетворювачі з вхідною напругою до 100 В для промислових, телекомунікаційних застосувань. Частина перетворювачів має модифікації, кваліфіковані по AEC-Q100 для автомобільних додатків;
• підвищують перетворювачі з вхідною напругою до 75 В і вихідним струмом до 4 А;
• повишающе-понижуючі DC / DC-перетворювачі з вхідною напругою до 40 В.

Широкий вибір DC / DC-перетворювачів дозволяє створювати ІП для самих різних областей електроніки:

• промислова електроніка: лічильники і детектори, промислові комп'ютери і контролери, системи ЧПУ, електроавтоматика верстатів, приводу двигунів;
• автомобільна електроніка: системи інформування (панелі приладів, бортові комп'ютери), аннтіпробуксовочная, антиблокувальна системи допомоги водієві, блоки управління двигуном, автомобільні зарядні пристрої;
• телекомунікаційні системи: базові станції, повторювачі, мультиплексори, серверне обладнання, GPRS;
• комерційна електроніка: касові системи, торгові апарати і машини;
• системи охорони: базові модулі, системи управління виконавчими механізмами (автоматичні ворота, електромагнітні клапани).

Дамо більш детальну характеристику кожній групі мікросхем.

Понижуючі DC / DC-перетворювачі TI з широким вхідним діапазоном

Портфоліо понижуючих DC / DC-перетворювачів зі вхідною напругою, що перевищує 40 В, включає більше 120 найменувань мікросхем з різними характеристиками (таблиця 2):

• зі вхідною напругою до 100 В;
• з вихідним струмом до 5 А;
• класичні і синхронні знижують перетворювачі;
• кваліфіковані відповідно до AEC-Q100 для автомобільних додатків;
• з фіксованою і подстраиваемой частотою перетворення;
• з можливістю зовнішньої синхронізації.

Таблиця 2. Понижуючі DC / DC-перетворювачі TI з широким вхідним діапазоном

Найменування Вихідний струм, А вхідна напруга, В Віхідна напряжение, В Робоча частота, кГц синхронно
перетворювач Кваліфікація по AEQ LM (2) 5005 * 2.5 7 ... 42/75 1.23 ... 37/70 50 ... 500, Sync - - LM (2) 5007 * 0.5 9 ... 75 2.5 ... 37/73 50 ... 800 - - LM ( 2) 5010A * 1. 6 ... 42/75 2.5 ... 37/70 50 ... 1000 - є LM (2) 5017/8/9 * 0.6 / 0.3 / 0.1 9 ... 48/100 1.25 ... 40/90 50 ... 1000 так - LM (2) 5574/5/6 * 0.5 / 1.5 / 3 6 ... 42/75 1.23 ... 70 50 ... 1000 - є LM25574 / 5 / 6 HV 0.5 / 1.5 / 3 4 ... 60 3.3 ... 37 51 ... 1000 - - LM22670 / 3 / 6 3 4.5 ... 42 1.285, ... 37 200 ... 1000 - є LM22671 / 4 0.5 4.5 ... 42 1.285, ... 37 200 ... 1000 - є LM22672 / 5 1 4.5 ... 42 1.285, ... 37 200 ... 1000 - є LM43602 / 3 * 2/3 3.5 ... 36 1 ... 28 200 ... 2200 так - LM22680 2 4.5 ... 42 1.285, ... 37 200 ... 1000 - є LM25011 2 6 ... 42 2.5 ... 40 до 2000 - є LM34919C 0.6 4.5 ... 50 2.5 ... 45 до 2600 - є LM46000 / 1 / 2 0.5 / 1/2 3.5 ... 60 2 ... 28 200 ... 2200 так - LM5006 0.65 6 ... 75 2.5 ... 75 50 ... 800 да - LM5008A / 9A 0.35 / 0.15 6 ... 95 2.5 ... 85 50 ... 600 - - LM5576 3 6 ... 75 1.23 ... 70 50 ... 500 - є LMR14203 / 6 0.3 / 0.6 4.5 ... 42 0.765 ... 34 1250 - - LMR24210 / 20 1/2 4.5 ... 42 0.8 ... 24 до 1000 так - TPS54062 / 1 0.05 / 0.2 4.7 ... 60 0.8 ... 58 50 ... 1100, Sync так - / є TPS54140 / 60 A 1.5 3.5 ... 42/60 0.8 ... 40/58 100 ... 2500, Sync - є TPS54240 / 60 2.5 3.5 ... 42/60 0.8 ... 40/58 100 ... 2500, Sync - є TPS54340 / 60 3.5 4.5 ... 42/60 0.8 ... 58.8 100 ... 2500, Sync - є TPS54341 3.5 4.5 ... 42 0.8, ... 41 100 ... 2500 - є TPS54361 3.5 4.5 ... 60 0.8, ... 59 100 ... 2500 - є TPS54540 / 1 5 4.5 ... 42 0.8, ... 41 100 ... 2500 - є TPS54540 / 60 5 4.5 ... 42/60 0.8 ... 58.8 100 ... 2500, Sync - є TPS54560 / 1 5 4.5 ... 60 0.8, ... 59 100 ... 2500 - є

* - є виконання для більш низьких напруг

Sync - можливість зовнішньої синхронізації.

Розглянемо конкретні приклади понижуючих перетворювачів від Texas Instruments.

TPS54260 - понижуючий перетворювач, здатний працювати з діапазоном вхідних напруг 3.5 ... 60 В. В мікросхему інтегрований MOSFET-ключ 200 мОм, що дозволяє працювати з вихідними струмами до 2.5 А. Мікросхема допускає підстроювання частоти перетворення в діапазоні 100 ... 2500 кГц за допомогою одного зовнішнього резистора ( рисунок 7).

Мал. 7. Типова схема включення TPS54260

Серед особливостей мікросхеми можна виділити:

• можливість підстроювання тривалості плавного запуску, яка регулюється ємністю додаткового конденсатора;
• наявність висновку Power Good типу «відкритий колектор», що дозволяє визначати аварійну просідання напруги харчування (менш 2.5 В) або вихід напруги на вході VSENSE за кордону 94 ... 107%;
• наявність висновку EN, що дозволяє переводити мікросхему в сплячий режим зі споживанням 1.3 мкА;
• режим Eco-Mode, що використовується при малих вихідних токах для підвищення ефективності перетворювача;
• можливість використання зовнішнього синхросигналу для зменшення сумарної перешкоди при роботі декількох перетворювачів;
• малий власний струм споживання 138 мкА;
• мікросхема сумісна за висновками з TPS54040 , TPS54140 , TPS54160 , TPS54060 , и TPS54260 .

Областями застосування мікросхеми є промислові та комерційні пристрої, GSM, GPRS-модулі, системи безпеки.

Ще більшим вхідним діапазоном володіє LM5576.

LM5576 дозволяє реалізувати джерела живлення з вхідним напругою 6 ... 75 В і вихідним струмом до 3 А. В мікросхему інтегрований MOSFET з опором каналу 175 мОм. Перетворювач побудований з використанням режиму управління по струму з емуляцією пікових струмів, що дозволяє отримати хороший відгук при зміні навантаження без ускладнення ланцюгів компенсації.

Мал. 8. Типова схема включення LM5576

LM5576 має функції підстроювання частоти перетворення (50 ... 500 кГц) і часу плавного запуску за допомогою зовнішніх компонентів (рисунок 8). Для поліпшення відповідності вимогам ЕМС тактирование мікросхеми може проводитися від зовнішнього генератора. LM5576 має функції захисту від перевантаження по струму і від перегріву. Існує варіант мікросхеми для автомобільних додатків, атестований по AEC-Q100 grade 1.

Для отримання максимальної ефективності використовують синхронні перетворювачі, наприклад, LM46002 .

LM46002 - мікросхема синхронного понижуючого перетворювача з діапазоном вхідних напруг 3.5 ... 60 В (рисунок 9).

Мал. 9. Типова схема включення LM46002

Вбудовані транзистори допомагають досягти більшої ефективності та додатково зменшити кількість зовнішніх елементів. Силові ключі перетворювача здатні забезпечувати вихідний струм до 2 А за рахунок низького опору відкритого каналу: 210 мОм (ключ верхнього плеча) і 110 мОм (ключ нижнього плеча).

Мале власне споживання 30 мкА дозволяє відмовитися від використання додаткового LDO для систем вимагають сплячого режиму.

Частота роботи перетворювача 500 кГц за замовчуванням може бути змінена або резистором, підключеним до висновку Rt, або визначатися частотою зовнішнього генератора, приєднаного до висновку SYNC. Діапазон змін частоти 500 ... 2200 кГц.

Мікросхема має безліч функцій захисту: від просідання вхідної напруги, від перенапруг і просадки на виході, від перевантаження по струму, від перегріву.

Серед особливостей мікросхеми варто відзначити функції: Power Good, підстроювання тривалості плавного запуску, підстроювання частоти перетворення, синхронізації від зовнішнього джерела, пропуску імпульсів при малих навантаженнях.

Додатковий плюс перетворювача - наявність інтегрованих ланцюгів корекції.

Мікросхема може з успіхом застосовуватися в промислових і телекомунікаційних пристроях.

Підвищують DC / DC-перетворювачі TI з широким вхідним діапазоном

Підвищують перетворювачі виробництва компанії TI з широким вхідним діапазоном володіють відмінними характеристиками (таблиця 3):

• стелю діапазону вхідних напруг: 75 В;
• мікросхеми з інтегрованими і зовнішніми силовими ключами;
• синхронні і класичні перетворювачі;
• вихідний струм: до 4 А для мікросхем з інтегрованими ключами і до 20 А для схем із зовнішніми транзисторами;
• вихідна напруга: до 75 В.

Максимальний вихідний струм мікросхем перетворювачів залежить від величини максимального комутованого струму інтегрованих транзисторів:

Iвих = 0.65 × Isw (хв) × (Uвх / U вих)

Перетворювач TPS55332 має модифікацію, відповідну AEC-Q100 для застосування в автомобільній електроніці.

Таблиця 3. Підвищують DC / DC-перетворювачі TI з широким вхідним діапазоном

Найменування Вихідний струм перетворювача, А Вхідна напруга, В Вихідна напруга, В Робоча частота, кГц Силові ключі Кваліфікація по AEQ TPS55332 0.5 3.6 ... 60 2.5 ... 50 80 ... 2200 інтегровані є LM5000 / 1 / 2 2/1 / 0.5 3.1 ... 40/75 1.26 ... 75 до 1500 інтегровані - LM2585 / 6 / 7 / 8 * 4/4 / 6.5 / 6.5 4 ... 40 1.23 ... 60 115/200 інтегровані - TPS55340 / EP 5 2.9 ... 32 3 ... 38 1200 інтегровані є LM5121 / 22 * 20/15 3 ... 65 3 ... 100 1000 зовнішні є TPS43060 / 61 20 4.5 ... 40 4.5 ... 60 тисячі зовнішні - LM3478 / 88 1 2.95 ... 40 від 1.26 1000 зовнішні є LM3481 * 1 2.97 ... 48 від 1.275 1000 зовнішні є TPS40210 / 1 * 6 4.5 ... 52 від 5 1000 зовнішні є LM5020 * 1. +13 ... 100 від 1.25 1000 зовнішні - LM5021 * 1. 8 ... 30 від 1.25 1000 зовнішні - LM5022 * 1. 6 ... 60 від 1.25 1000 зовнішні -

* - SEPIC-перетворювачі.

Важливо відзначити, що велика частина підвищують контролерів здатна працювати в схемі повишающе-знижувальних перетворювачів (SEPIC).

Повишающе-понижуючі DC / DC-перетворювачі TI з широким вхідним діапазоном

Крім SEPIC-контролерів, TI випускає і повишающе-понижуючі DC / DC-перетворювачі. Вони застосовуються у випадках, коли необхідна гарантована робота системи при можливих рівнях вхідної напруги як великих, так і менших вихідного.

Такі регулятори досить складні і виконуються у вигляді схеми з чотирма силовими транзисторами. TI випускає мікросхеми з інтегрованими і зовнішніми силовими ключами.

Діапазон вхідних напруг існуючих мікросхем досягає 75 В (таблиця 4).

Таблиця 4. Повишающе-понижуючі DC / DC-перетворювачі TI з широким вхідним діапазоном

Найменування Вихідний струм, А Вхідна напруга, В Вихідна напруга, В Робоча частота, кГц Силові ключі Кваліфікація по AEQ TPS55065 0.5 1.5 ... 40 5 440 інтегровані є TPIC74100 / 1 1 1.5 ... 40 5 440/380 інтегровані є LM25118 4 3 ... 42 1.23, ... 38 500 зовнішні є LM5118 4 3 ... 75 1.23 ... 75 500 зовнішні є

Широкий вхідний діапазон і здатність працювати в режимі підвищує регулятора робить їх ідеальним вибором для електроніки, яка застосовується в мережі легкових автомобілів 12 В.

Джерела живлення на основі таких DC / DC-перетворювачів стійкі до перенапряжениям і осіданням мережі при запуску двигуна.

Висновок

Однією з тенденцій розвитку DC / DC-перетворювачів є зростання діапазону вхідних напруг. Компанія Texas Instruments пропонує мікросхеми з широким вхідним діапазоном до 100 В. Серед них є підвищують, знижують і повишающе-понижуючі DC / DC-перетворювачі з різними рівнями вихідних струмів і корпусних виконань.

Використання таких регуляторів дозволяє:

• працювати з широким діапазоном вхідних напруг;
• працювати при високому рівні перешкод;
• створювати системи харчування з гігантським запасом надійності;
• створювати складні системи харчування, в тому числі з негативними рівнями напруги;
• скоротити кількість зовнішніх захисних компонентів;
• зменшити габарити підсумкового пристрої;
• скоротити вартість виробу.

Все це робить їх ідеальним вибором для таких галузей як промислова, автомобільна, телекомунікаційна електроніка.

література

1. Wide VIN DC / DC Power Solutions For Industrial, Automotive, and Communications Applications. Texas Instruments, 2013.
2. Vijay Choudhary. Texas Instruments Wide VIN power management ICs simplify design, reduce BOM cost, and enhance reliability. Texas Instruments, 2013.
3. Mary Gannon, Jim MacDonald. Wide Vin DC / DC Converters: Reliable Power for Demanding Applications. Webinar Series. Design World. 2013.
4. www.ti.com.

Отримання технічної информации , замовлення зразків , замовлення и доставка .

Про компанію Texas Instruments

У середіні 2001 р компании Texas Instruments и КОМПЕЛ постелили офіційну ДИСТРИБ'ЮТОРСЬКА догоду, Пожалуйста стало результатом трівалої и успішної роботи КОМПЕЛ в якості офіційного дистриб'ютор фірми Burr-Brown. (Як відомо, Burr-Brown увійшла до складу TI так само, як и компании Unitrode, Power Trend и Klixon). З цього часу компанія КОМПЕЛ получила доступ до постачання всієї номенклатури Вироблення компанією TI компонентів, технологій та НАЛАГОДЖУВАЛЬНА ЗАСОБІВ, а також ... читати далі