Nouvelles puces LinkSwich pour la construction de convertisseurs AC/DC. Donnée de référence

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Application de microcircuits

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LinkSwitch est le nom d'une nouvelle série de microcircuits de Power Integration pour la construction de convertisseurs indirects de réseau AC/DC à faible puissance. Ces convertisseurs sont utilisés dans les alimentations secteur isolées de faible puissance, les téléphones filaires et sans fil, les lecteurs de CD, les appareils ménagers comme source d'alimentation de secours, les chargeurs et partout où une source de faible puissance est requise - de 2 à 5 watts. La série se compose de puces LNK500 et LNK5O1. En fait, c'est le même cristal, la différence n'est que dans le pourcentage de propagation de la tension de sortie. Au LNK500, lorsqu'il est allumé sans rétroaction, la propagation de la tension de sortie est respectivement plus grande et le prix est plus bas. LNK5O1 a le contraire.

Les microcircuits comprennent (Fig.1): un interrupteur d'alimentation haute tension - un transistor POWER MOSFET, un comparateur limiteur de courant, une unité de protection thermique, un circuit de démarrage progressif, un amplificateur d'erreur, un générateur, un comparateur PWM. Les microcircuits sont fabriqués dans des boîtiers de type DIP-8B (option P, Fig. 2) et SMD-8B (option G), qui n'ont pas de sortie.

Riz. 1. La composition du microcircuit

Les microcircuits comprennent (Fig.1): un interrupteur d'alimentation haute tension - un transistor POWER MOSFET, un comparateur limiteur de courant, une unité de protection thermique, un circuit de démarrage progressif, un amplificateur d'erreur, un générateur, un comparateur PWM. Les microcircuits sont fabriqués dans des boîtiers de type DIP-8B (option P, Fig. 2) et SMD-8B (option G), qui n'ont pas de sortie.

Riz. 2. Type de boîtier DIP-8B

Les convertisseurs basés sur ces microcircuits sont assez compacts, car ils utilisent un petit nombre de composants. De plus, la carte convertisseur s'avère beaucoup plus petite en taille et en poids qu'un transformateur de la puissance correspondante à 50 Hz. Les nœuds sur puce réduisent le nombre de composants supplémentaires, simplifiant l'installation et augmentant la fiabilité du système. La fréquence de fonctionnement du microcircuit est de 42 kHz. A cette fréquence, le filtrage des tensions de sortie du convertisseur est simplifié. Les deux microcircuits sont utilisés dans les convertisseurs non seulement pour une tension d'entrée fixe, mais également pour une plage étendue (85 ... 265 V). En règle générale, dans les équipements bon marché qui ne nécessitent pas une stabilité de tension de sortie élevée, un circuit de commutation en boucle ouverte est utilisé (Fig. 3). Dans ce cas, l'instabilité de la tension de sortie augmente jusqu'à ±10 % pour LNK501 et jusqu'à ±20 % pour LNK500. Pour les appareils ayant des exigences élevées en matière de stabilité de la tension d'alimentation, un circuit de commutation de rétroaction est utilisé (Fig. 4).

Riz. 3. Schéma d'inclusion sans rétroaction

Riz. 4. Circuit de commutation avec rétroaction

Les puces sont conformes aux directives EcoSmart, Energy Star, Blue Angel et EU. En l'absence de charge et de tension dans le réseau 265 V, ils consomment moins de 300 mW et les microcircuits n'ont pas besoin d'un capteur de courant externe pour contrôler le courant.

Affectation des broches :

D (drain) - connecté au drain d'un puissant MOSFET, il alimente l'ensemble du circuit de commande. La broche est connectée au circuit de limitation de courant interne.

C (contrôle) - entrée de l'amplificateur d'erreur, circuit de retour de courant (réglage du rapport cyclique) et contrôle du circuit de limitation de courant. Le régulateur parallèle intégré est connecté à une source de courant interne à l'état normal.L'entrée est également utilisée pour connecter un condensateur de lissage et un condensateur de compensation/redémarrage automatique.

S (source) - est la sortie d'une clé puissante pour connecter la charge, la sortie du circuit de commande de l'enroulement primaire.

Description du fonctionnement d'un circuit convertisseur AC/DC typique

Allumer

Pendant le processus d'application de la tension, le condensateur C3 (Fig. 3, 4), connecté entre les broches C et S du microcircuit, est chargé avec un courant traversant de l'entrée D via une source de courant interne. Lorsque la tension sur la broche C atteint 5,6 V par rapport à la broche S, le courant s'arrête, le circuit de commande interne est activé et le MOSFET commence à commuter l'enroulement primaire. A ce stade, la charge du condensateur C3 est utilisée pour alimenter les circuits de commande du microcircuit.

Maintien du courant réglé

La forme de la tension de sortie suit la pente de la courbe de tension appliquée à l'enroulement primaire du transformateur. Courant je_С (Fig. 5) à la borne C augmente. Lorsque la valeur de I_С est égal à je_DCT, le circuit interne limite la montée de I_С en atteignant le seuil I_LIM. La disposition interne fournit la forme en V I_С pour maintenir une alimentation normale pendant les pannes de courant.

Riz. 5. Caractéristiques caractérisant les modes de fonctionnement

Maintien d'une tension donnée

Quand le courant je_С dépasse la valeur I_DCS (Fig. 5), le rapport cyclique des impulsions diminue. Puisque la valeur de I_С dépend de la tension d'alimentation, le rapport cyclique est limité en fonction du courant de crête fixé par le circuit de commande interne de la clé (d'où le nom LinkSwitch). En fonction de la position du point de fonctionnement dans les graphiques de la Fig. 5, le microcircuit fonctionne soit en mode de maintien en tension soit en courant. À une tension d'entrée minimale (dans le cas de l'utilisation d'un microcircuit dans une alimentation à entrée universelle), cette transition se produit à environ 30% de rapport cyclique. Lorsque le rapport cyclique est inférieur à 4 %, la fréquence de commutation est réduite pour réduire la consommation d'énergie. La valeur de la résistance R1 (Fig. 3) est donc choisie de manière à assurer l'égalité des courants I_C et je_DCTquand V_ARCHIVER prend les valeurs souhaitées à une tension d'entrée minimale.

Mode de redémarrage automatique

Si des écarts se produisent en fonctionnement, par exemple lors d'un court-circuit ou d'une rupture de charge, le courant s'arrête à la broche C du microcircuit. Le condensateur C3 est déchargé à 4,7 V. Cela active le circuit de redémarrage automatique, qui éteint le MOSFET et met le circuit de commande en mode basse consommation. En mode de redémarrage automatique, le microcircuit démarre périodiquement, mais ne passe en mode normal qu'après l'élimination du défaut.

La tension sur le condensateur C4 affecte la régulation de la tension de sortie, qui à son tour dépend de la FEM de l'auto-induction de l'enroulement primaire du transformateur. La résistance R3 et le condensateur C4 forment un filtre sur lequel la tension d'erreur est générée.

Sur la fig. La figure 4 montre un circuit typique pour allumer des microcircuits avec un optocoupleur de rétroaction. A des fins primaires, les éléments R4, C5 et un transistor optocoupleur DA2 sont ajoutés. La LED optocoupleur est incluse dans le circuit secondaire avec les éléments R5, R6, VD7. La résistance R6 définit le courant de fonctionnement VD7. La résistance R5 limite le courant traversant l'optocoupleur LED et VD7. Dès que la tension sur l'enroulement secondaire du transformateur T1 dépasse le seuil d'ouverture de la LED et de la diode zener, le phototransistor s'ouvre et shunte la résistance R4, augmentant la tension aux bornes du condensateur C4. Une variation de la tension sur ce condensateur provoque une diminution du rapport cyclique des impulsions fournies à la clé puissante, et par conséquent une diminution de la tension du côté de l'enroulement secondaire.

La caractéristique de sortie des microcircuits est illustrée à la fig. 6.

Riz. 6. Caractéristique de sortie des microcircuits

Publication : cxem.net

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