У табл. 3.7 наведені основні технічні характеристики базової серії вітчизняних мікросхем управління імпульсними джерелами живлення з переліком наявних в їх складі різних вбудованих (embedded) пристроїв захисту.

Коротко розглянемо основні схемотехнічні особливості цих типових представників базової серії вітчизняних мікросхем управління імпульсними джерелами живлення.

IL494. Мікросхема працює на основі ШІМ-модуляції при фіксованій частоті і дозволяє за допомогою застосування двох керуючих сигналів змінювати шпаруватість вихідних прямокутних імпульсів. Коефіцієнт заповнення вихідного сигналу може змінюватися від 0 до 45%. У схемі є два вихідних каскаду, які можуть працювати як в двотактному, так і в паралельному режимах. Частоту імпульсів можна змінювати в межах від 1 до 300 кГц за допомогою зовнішніх елементів (резистора і конденсатора) (рис. 3.38).

Рис. 3.38. Функціональна схема ІМС IL494

Основні схемотехнічні особливості і виконувані функції мікросхеми:

– ІМС ШІМ-контролера реалізована за класичною схемою;

– Мається вибір режиму роботи вихідних каскадів;

– Робоча частота до 300 кГц визначається зовнішньої RC ланцюгом.

ILA4605-2. Мікросхема працює на основі ШІМ-модуляції і дозволяє за допомогою керуючого сигналу змінювати шпаруватість вихідних прямокутних імпульсів (рис. 3.39). Ця мікросхема має поріг включення / вимикання відповідно 12 В / 5 В. Мікросхема не має генератора з фіксованою частотою, і кожен наступний імпульс на виході з’являється після розряду енергії, запасеної в осерді трансформатора. Для визначення цього моменту в мікросхемі є спеціальний вхід, на який подається сигнал з вторинної обмотки трансформатора. Частота роботи залежить також від значень елементів зовнішньої RC ланцюга.

Рис. 3.39. Блок-схема ІМС ILA4605-2

Основні схемотехнічні особливості і виконувані функції мікросхеми:

– Управління кількістю енергії, що передається у вторинну ланцюг;

– «М’який» старт;

– Гистерезис з харчування (UVLO);

– Захист від перевантажень і від короткого замикання в навантаженні (ОСР, OLP);

– Вимкнення при низькій напрузі живлення мережі;

Захист від високої напруги харчування мережі (OVP);

– Захист кристала мікросхеми від перегріву (ОТР);

– Робоча частота до 100 кГц визначається зовнішньої RC ланцюгом.

На рис. 3.40 представлена ​​повна електрична схема енергозберігаючого високонадійного імпульсного джерела живлення, спроектованого на основі цієї мікросхеми.

Рис. 3.40. Електрична схема джерела живлення на базі ІМС ILA4605-2

IL3842A, IL3844. За функціональним призначенням це контролери імпульсного джерела живлення з додатковою зворотним зв’язком по струму і з фіксованою частотою, яка задається зовнішніми елементами (резистором і конденсатором). Мікросхеми IL3842A, IL3844 мають захист з гістерезисом блоку опорного напруги від зниженої напруги харчування, обмеження струму в кожному циклі, програмований максимальний коефіцієнт заповнення вихідного сигналу. Мікросхеми IL3842A і IL3844 відрізняються максимальними коефіцієнтами заповнення вихідного сигналу: 96% і 48%, відповідно. Ці мікросхеми мають поріг включення / вимикання відповідно 16В / 10В.

Основні схемотехнічні особливості і виконувані функції мікросхем:

– ІМС ШІМ-контролера реалізована за схемою з додатковою зворотним зв’язком по струму;

– Гистерезис з харчування (UVLO);

– Захист від перевантажень і від короткого замикання в навантаженні (ОСР, OLP);

– Вимкнення при низькій напрузі живлення мережі;

Захист від високої напруги харчування мережі (OVP);

– Робоча частота до 500 кГц визначається зовнішньої RC ланцюгом.

На рис. 3.41 представлена ​​принципова електрична схема імпульсного високонадійного енергозберігаючого джерела живлення, спроектованого на основі мікросхеми IL3842A.

IL44608 – високоефективний контролер імпульсного джерела живлення. Це високовольтна схема з інтегрованим джерелом стартового струму (рис. 3.42) і генераторної ємністю, що вимагає використання невеликого кількості зовнішніх елементів і забезпечує гнучкість застосування та високу експлуатаційну надійність. Кристал мікросхеми виготовляється за високовольтної 500 В БіКДМОП технології.

Основні схемотехнічні особливості і виконувані функції мікросхеми:

– ІМС ШІМ-контролера реалізована за схемою з додатковою зворотним зв’язком по току і з застосуванням оптрона в зворотного зв’язку;

– Захист від розмагнічування сердечника трансформатора (детектор нульового струму);

– Гистерезис з харчування (UVLO);

– Захист від перевантажень і від короткого замикання в навантаженні (ОСР, OLP);

– Вимкнення при низькій напрузі живлення мережі;

Захист від високої напруги харчування мережі (OVP);

– Захист кристала мікросхеми від перегріву (ОТР);

робоча частота фіксована 40, 75, 100 кГц визначається внутрішньою RC ланцюгом.

Рис. 3.41. Електрична схема джерела живлення на базі ІМС IL3842A

Рис. 3.42. Функціональна схема ІМС 1L44608Мікросхема серійно випускається в трьох модифікаціях, що відрізняються частотою генератора. ІМС IL44608N40, IL44608N75, IL44608N100 мають фіксовану робочу частоту 40 КГц, 75 КГц, 100 КГц, відповідно. Частота задається внутрішніми ємністю і резистором. У порівнянні, наприклад з більш ранніми мікросхемами управління імпульсними джерелами живлення ILA4605, 1L3842A, IL3844, мікросхема типу IL44608N дозволяє створити, наприклад, джерело живлення для телевізора або монітора (рис. 3.43) з приблизно в три рази меншою потужністю споживання в черговому режимі через виключення зовнішнього запускає резистора і наявності оригінального вбудованого високовольтного джерела стартового струму, який відключається відразу після запуску мікросхеми.

Рис. 3.43. Електрична схема джерела живлення на базі ІМС IL44608

Основні характеристики мікросхем управління імпульсними джерелами живлення ILP223, ΙΖΡ233, ΙΖΥ266 наведені вище в табл. 3.7. Кристали мікросхем виготовляється за високовольтної 700 В БіКДМОП технології, що дозволяє забезпечити низьке значення власного струму споживання (на рівні від 0,32 до 2 мА), вбудувати безпосередньо на кристалі вхідний високовольтний запускає блок і потужний вихідний ДМОП транзистор.

IL34262N – мікросхема контролера коефіцієнта потужності. Як відомо, корисна потужність створюється лише струмом, синфазним з вхідною напругою. Коефіцієнт потужності – це відношення активної потужності до повної. Мікросхема IL34262N була спеціально спроектована для використання в якості первинного перетворювача в системах електронного баласту і в схемах автономних перетворювачів потужності. Відмінними особливостями даної інтегральної мікросхеми є наявність внутрішнього таймера запуску для автономних схем застосування, одного квадрантного помножувача для отримання коефіцієнта потужності, близького до одиниці, детектора нульового струму для забезпечення критичної провідності функціонування, підсилювача помилки, схеми швидкого старту для оптимізації режиму запуску, внутрішнього джерела опорної напруги на ширині забороненої зони, компаратора контролю струму і двотактного вихідного каскаду для управління потужним МОП транзистором.

Приклад побудови пристрою коректора коефіцієнта потужності з використанням мікросхеми IL34262N показаний на рис. 3.44. Цей пристрій працює при діапазоні вхідної змінної напруги від 90 до 268 В і забезпечує вихідну потужність 175 Вт (400 В при 440 мА) з співвіднесеним коефіцієнтом потужності приблизно 0,989.

Слід згадати і мікросхему IL6562D, яка має однакове призначення висновків з IL34262N. Вона є однокаскадним ШІМ-контролером з вбудованим коректором коефіцієнта потужності зі стабілізацією по струму. Значення максимальної потужності джерела живлення залежить від параметрів зовнішнього ключового транзистора і габаритної потужності трансформатора і становить від декількох десятків до 250 Вт

Вихідний каскад вентиля управління з двома стійкими станами, з великим вихідним випливають і втікає струмом застосуємо для управління потужним MOSFET або IGBT транзисторами.

Мікросхема IL6562D характеризується гранично низьким струмом споживання (не більше 70 мкА до включення і не більше 5 мА в робочому режимі) і включає функцію блокування. Для порівняння аналогічні параметри ІМС IL34262N – не більше 400 мкА до включення і не більше 20 мА в робочому режимі. Дана перевага ІМС IL6562D досягнуто тим, що її кристал виготовляється за БіКДМОП технології, що дозволяє поєднувати переваги біполярної, КМОП і ДМОП технологій (див. гл. 5). Схема електрична структурна ІМС IL6562D наведена на рис. 3.45.

Вишерассмотренние мікросхеми управління імпульсними джерелами живлення і імпульсних стабілізаторів дозволяють створювати сучасні малогабаритні імпульсні джерела живлення для широкого класу апаратури побутового та промислового застосування.

Рис. 3.44. Електрична схема контролера коефіцієнта потужності на 175 Вт на базі ІМС IL34262N

Рис. 3.45. Блок-схема ІМС IL6562D, де: Al, А6 – компаратори; А2 – підсилювач помилки; АЗ – тригер Шмідта; А4 – детектор нульового струму; А5, А7 – логічні елементи “І”; А8 – тригер; С1 – конденсатор ємністю 5 пФ; G1 – джерело опорного напруги від 1,6 до 2,1 В; Rl, R2, R3 – резистори; VD1, VD2 – стабілітрони; VD3 – захисний діод; VT1, VT2 – вихідні транзистори

Джерело: Білоус О.І., Єфименко С.А., Турцевич А.С., Напівпровідникова силова електроніка, Москва: Техносфера, 2013. – 216 с. + 12 с. кол. вкл.