Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Содержание ChipNews

2003: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
2002: 
1, 5, 6, 7, 8, 9
2001: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
2000: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
1999: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

И. Фурман, Е. Звонарев

Мощные драйверы MOSFET; LDO и стандартные линейные стабилизаторы фирмы Texas Instruments

Драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов - устройства для управления мощными полупроводниковыми приборами в выходных каскадах преобразователей электрической энергии.

Используются в качестве промежуточного звена между управляющей схемой (контроллером или цифровым сигнальным процессором) и мощными исполнительными элементами, коммутирующими нагрузку.

Этапы развития энергетической (силовой) электроники определяются достижениями в технологиях силовых ключей и их схемами управления. Доминирующим направлением в энергетической электронике является повышение рабочих частот конверторов, входящих в состав импульсных источников питания (ИП). Преобразование электроэнергии на более высоких частотах позволяет улучшить удельные массогабаритные характеристики импульсных трансформаторов, конденсаторов и дросселей фильтров. Динамические и статические параметры силовых приборов постоянно улучшаются, но мощными ключами надо ещ╦ и эффективно управлять. Для сбалансированного взаимодействия между управляющей схемой и выходными каскадами и предназначены новые мощные высокоскоростные драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов фирмы Texas Instruments. Драйверы имеют высокие выходные токи (до 9 А), малые длительности фронта, спада, задержки и другие интересные отличительные особенности. Обзорное представление о параметрах драйверов фирмы Texas Instruments дает рис. 1.

Рисунок 1. Драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов фирмы Texas Instruments

Драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов фирмы Texas Instruments.

Основные параметры мощных высокоскоростных драйверов представлены в табл. 1.

Таблица 1. Мощные высокоскоростные драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов фирмы Texas Instruments

Конфи- гурация Диапазон темпе- ратур Тип корпуса Выхо- дные токи, А Фронт/ Спад, нс Задер- жка, нс Вхо- дные уровни
PDIP- 8 (P) SOIC- 8 (D) MSOP- 8 PowerPADTM* (DGN)
Одиночные драйверы
Инверт- ирующие -40...105ºС UCC27321P UCC27321D UCC27321DGN ±9 (пико- вое зна- чение) 20/20 при СH = 10 нФ 30 ТТЛ/ КМОП****
0...+70ºС UCC37321P UCC37321D UCC37321DGN
Неинвер- тирующие -40...105ºС UCC27322P UCC27322D UCC27322DGN
0...+70ºС UCC37322P UCC37322D UCC37322DGN
Максимальная мощность, рассеиваемая при температуре окружающей среды 70ºС 400 мВт 650 мВт 3000 мВт ** Напряжение питания: 4┘15 В. Наличие входа Enable (отключение, блокировка, стробирование)
Сдвоенные драйверы
Два инверт- ирующих -40┘+85ºС UCC27323P UCC27323D UCC27323DGN ±4 (пико- вое знач- ение) 20/15 при СH = 1,8 нФ 35 ТТЛ/ КМОП****
0...+70ºС UCC37323P UCC37323D UCC37323DGN
Два неинвер- тирующих -40┘+85ºС UCC27324P UCC27324D UCC27324DGN
0...+70ºС UCC37324P UCC37324D UCC37324DGN
Инверт- ирующий + неинверт- ирующий -40┘+85ºС UCC27325P UCC27325D UCC27325DGN
0...+70ºС UCC37325P UCC37325D UCC37325DGN
Максимальная мощность, рассеиваемая при температуре окружающей среды 70ºС 500 мВт 344┘655 мВт 1370 мВт ** Напряжение питания: 4┘15 В. Наличие схемы UVLO*** (Under-Voltage Lock-Out)

*) PowerPADTM - зарегистрированная торговая марка корпусов микросхем компании Texas Instruments.

**) при обеспечении теплоотвода (см. в статье и Application Brief SLMA004 и SLMA002 на сайте www.ti.com).

***) UVLO (Under-Voltage Lock-Out) - блокировка при напряжении питания ниже допустимого уровня.

****) допустимые входные уровни драйверов - от 3,3-В логики до полного диапазона напряжения питания.

Функциональные схемы самых мощных новых одиночных и сдвоенных высокоскоростных драйверов показаны на рис. 2 и 3.

Рисунок 2. Функциональная схема одиночных драйверов UCC27321/2 и UCC37321/2

Функциональная схема одиночных драйверов UCC27321/2 и UCC37321/2.

Рисунок 3. Функциональная схема сдвоенных драйверов UCC27323/4/5 и UCC37323/4/5

Функциональная схема сдвоенных драйверов UCC27323/4/5 и UCC37323/4/5.

Достичь таких больших выходных токов в сочетании с высоким быстродействием позволяет мощный выходной буфер TrueDriveTM, представляющий собой параллельное включение двух каскадов. Одна его часть состоит из комплементарной пары полевых транзисторов разной проводимости, а другая - из двух биполярных npn-транзисторов. Отдельно схема выходного каскада TrueDriveTM показана на рис. 4. Инвертирующая схема на входе верхнего npn-транзистора обеспечивает противофазную работу биполярных транзисторов. Такой комбинированный выходной каскад эффективно усиливает ток и при низком напряжении питания благодаря наличию p- и n-канальных силовых МОП-транзисторов (MOSFET).

Рисунок 4. Мощный выходной буфер TrueDriveTM (параллельное включение двух силовых каскадов на биполярных npn-транзисторах и комплементарных MOSFET с p- и n-каналами). TrueDriveTM - зарегистрированный торговый знак компании Texas Instruments

Мощный выходной буфер TrueDriveTM (параллельное включение двух силовых каскадов на биполярных npn-транзисторах и комплементарных MOSFET с p- и n-каналами). TrueDriveTM - зарегистрированный торговый знак компании Texas Instruments.

Для увеличения нагрузочной способности допускается параллельное включение двух каналов сдвоенных драйверов. Пример такого включения приведен на рис. 5.

Рисунок 5. Параллельное включение двух каналов сдвоенных драйверов для увеличения нагрузочной способности

Параллельное включение двух каналов сдвоенных драйверов для увеличения нагрузочной способности.

Схемы на рис. 6 и 7 позволяют проверить пиковую нагрузочную способность драйверов, то есть максимальный импульсный ток, втекающий в микросхему (current sink), и максимальный импульсный ток, вытекающий из микросхемы (current source). На вход подаются импульсы длительностью 250 нс с частотой 1 кГц. Осциллограмму наблюдают на датчике тока 0,1 Ом. Выходные пиковые токи для UCC37321 достигают 9 А при напряжении питания 15 В. Texas Instruments рекомендует использовать внешние компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа, так как они имеют существенно меньшие значения паразитных параметров ESR и ESL (эквивалентные последовательные сопротивление и индуктивность).

Рисунок 6. Схема для измерения пикового тока, втекающего в драйвер (current sink) через нижнее плечо выходного каскада

Схема для измерения пикового тока, втекающего в драйвер (current sink) через нижнее плечо выходного каскада.

Рисунок 7. Схема для измерения пикового тока, вытекающего из драйвера (current source) через верхнее плечо выходного каскада

Схема для измерения пикового тока, вытекающего из драйвера (current source) через верхнее плечо выходного каскада.

Собственный ток потребления драйверами очень мал, но в предельных режимах драйверам приходится рассеивать значительную мощность. Максимальная нагрузочная способность драйверов ограничивается ещ╦ и типом корпуса, что отражено в табл. 1.

Заряд затвора QG силового транзистора (этот параметр приводится в справочных данных) и рабочая частота преобразования f являются отправными точками для расчета максимального выходного тока драйвера IOUT:

IOUT = QG x f,

где f - частота преобразования.

Энергия Е для заряда эквивалентной входной емкости затвора С (основной вклад в полную входную емкость вносит эффект Миллера) равна энергии е╦ разряда и рассчитывается по формуле:

E = 1/2 x CV²,

где V - значение выходного напряжения драйвера.

При отсутствии внешнего резистора между выходом драйвера и затвором транзистора вся мощность рассеивается на резистивных элементах внутри корпуса микросхемы. При напряжении питания VDD = 12 В, СH = 10 нФ и f = 300 кГц рассеиваемая корпусом мощность рассчитывается по формуле:

P = СH x V² x f = QG x V x f, (1)
P = 10 нФ x (12 В)2 x (300 кГц) = 0,432 Вт.

При VDD = 12 В средний ток потребления драйвером:

I = P/V = 0,432 Вт / 12 В = 0,036 А.

Драйверы в корпусах SOIC-8 и PDIP-8 могут рассеивать мощность около 0,5 Вт при температуре окружающей среды 70ºС. Это ограничивает рабочую частоту преобразователя. Для повышения частоты преобразования необходимо увеличивать максимальную мощность, которую может рассеять корпус. Радикально решить этот вопрос позволяет корпус PowerPADTM, имеющий эффективный теплоотвод, который передает тепло через печатные площадки на плате. Корпус PowerPADTM изображен на рис. 8, 9 и 10. Для дополнительного улучшения отвода тепла свободные выводы корпуса PowerPADTM рекомендуется подключить к общему проводу. Тепловое сопротивление корпуса составляет всего 4,7ºС/Вт. Технология монтажа этого корпуса подробно описана в "PowerPAD Thermally Enhanced Package" (TECHNICAL BRIEF: SLMA002). Это описание можно найти на сайте Texas Instruments www.ti.com. И, конечно, не стоит забывать о возможности выбора транзисторов с минимальным зарядом затвора. Использование ключей, управляемых логическим уровнем, позволит снизить напряжение питания драйвера и уменьшить амплитуду выходных импульсов. Комплекс этих мер позволяет сделать компромиссный выбор между необходимым быстродействием и требуемым для этого типом корпуса, что видно из формулы 1, приведенной выше.

Рисунок 8. Корпус PowerPADTM фирмы Texas Instruments с эффективным теплоотводом и низким тепловым сопротивлением

Корпус PowerPADTM фирмы Texas Instruments с эффективным теплоотводом и низким тепловым сопротивлением.

Рисунок 9. Корпус PowerPADTM TSSOP-20 фирмы Texas Instruments с эффективным теплоотводом и низким тепловым сопротивлением (этот тип корпуса бывает с разным количеством выводов)

Корпус PowerPADTM TSSOP-20 фирмы Texas Instruments с эффективным теплоотводом и низким тепловым сопротивлением (этот тип корпуса бывает с разным количеством выводов).

Рисунок 10. Габариты корпуса PowerPADTM TSSOP-8. Все размеры даны в миллиметрах

Габариты корпуса PowerPADTM TSSOP-8. Все размеры даны в миллиметрах.

LDO (Low Drop Out) и стандартные линейные стабилизаторы Texas Instruments

Фирма Texas Instruments выпускает большое количество серий линейных стабилизаторов напряжения (в последнее время их иногда называют регуляторами). Большинство из них предназначено для широкого применения, но есть в производственной линейке TI и регуляторы, оптимизированные для конкретных приложений. Среди них некоторые типы LDO-стабилизаторов (с малым падением напряжения вход/выход), представленные в табл. 2:

  • LDO с фиксированным выходным напряжением;
  • LDO с регулировкой выходного напряжения;
  • LDO со сверхнизким собственным током потребления (при Iвых = 0, то есть при отключенной нагрузке). Такие экономичные стабилизаторы предназначены в первую очередь для питания микроконтроллеров MSP430 и портативных устройств. Пример таких регуляторов - TPS797xx. Их собственный ток потребления составляет всего около 1 мкА;
  • LDO, не требующие установки конденсатора на выходе (No Cap или Capacitor Free). Эта особенность позволяет сэкономить место на печатной плате и на стоимости отсутствующего конденсатора. Примеры таких регуляторов - REG1xx;
  • LDO с низким выходным шумом. Этот параметр выходит на первое место при питании чувствительных аналоговых схем с высоким коэффициентом усиления;
  • LDO с быстрым откликом. Такие стабилизаторы эффективно подавляют импульсные помехи и быстро реагируют на изменения входного напряжения;
  • LDO с отрицательным выходом;
  • LDO с супевизором (SVS - Supply Voltage Supervisor) и с выходом PG (Power Good - питание в норме). Выходной уровень PG может использоваться для формирования сигнала сброса или указывать на разряд батареи. Эти стабилизаторы содержат внутреннюю схему мониторинга и в некоторых случаях позволяют отказаться от дополнительных устройств контроля питания;
  • LDO, имеющие вход разрешения Enable (для включения или отключения);
  • LDO с двумя выходами и более;
  • Smart LDO (Smart - интеллектуальный, то есть с управлением для подключения к нагрузке одного из нескольких источников питания в зависимости от конкретной ситуации).

В некоторых случаях необходимо питать устройство от нескольких источников (основного и дополнительных). При этом должны быть исключены выбросы на нагрузке при переключении ИП и учтены их приоритеты. Для этих целей и разработаны Smart LDO-стабилизаторы TPPM0301 и TPPM0302, параметры которых приведены также в табл. 2. Для ознакомления с принципом работы интеллектуальных стабилизаторов рассмотрим блок-схему на рис. 11.

Рисунок 11. Smart LDO-стабилизатор фирмы Texas Instruments TPPM0302 с автоматическим подключением любого из трех источников питания в зависимости от их работоспособности и приоритета

Smart LDO-стабилизатор фирмы Texas Instruments TPPM0302 с автоматическим подключением любого из трех источников питания в зависимости от их работоспособности и приоритета.

В состав микросхемы входят три LDO-стабилизатора, которые подключаются к выходу в соответствии с табл. 3.

Таблица 3. Логика работы Smart LDO-стабилизатора TPPM0302

Напряжения на входах, В Подключаемый вход 5 В / 5 В(доп.) / 3,3 В Выход, В Выход- ной ток, мА
5 В 5 В (доп.) 3,3 В
0 0 0 Нет подключения 0 0
0 0 3,3 3,3 В 3,3 375
0 5 0 5 В (дополнительный) 3,3 400
0 5 3,3 5 В (дополнительный) 3,3 400
5 0 0 5 В 3,3 400
5 0 3,3 5 В 3,3 400
5 5 0 5 В 3,3 400
5 5 3,3 5 В 3,3 400

Из не╦ видно, что источник 5 В имеет максимальный приоритет, а ИП 3,3 В - минимальный. Источник 3,3 В подключается только при отсутствии напряжения на 5-В входах (или при выходе их напряжений за допустимые пределы). При переключении гарантируется отсутствие выбросов на нагрузке. Микросхема TPPM0302 имеет ещ╦ и встроенный супервизор питания с формирователем сигнала сброса.

В производственной линейке Texas Instruments есть и стандартные линейные стабилизаторы с выходным током от 100 до 1500 мА. Их параметры представлены в табл. 4.

Более подробную техническую информацию можно найти на сайте компании Texas Instruments www.ti.com, а также у официального дистрибьютора TI - ЗАО "КОМПЭЛ" (www.compel.ru).

Источники информации (с сайта Texas Instruments):

  1. Texas Instruments Power Management Selection Guide 1Q 2003.
  2. UCC37231 (datasheet).
  3. UCC37323 (datasheet).
  4. SLMA002. PowerPAD Thermally Enhanced Package.
  5. SLMA004. PowerPADTM Made Easy (Application Brief).
Тел.: (095) 995-0901, 929-9355.
Факс: (095) 929-9356.
E-mail: compel@compel.ru.
http://www.compel.ru.







Ваш комментарий к статье
Мощные драйверы MOSFET; LDO и стандартные линейные стабилизаторы фирмы Texas Instruments. :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>