Высокая степень интеграции упрощает схему включения

ИС VIPer17 интегрирует множество функциональных блоков, позволяющих существенно упростить схему включения. Оценить степень интеграции позволяет функциональная схема, представленная на рисунке 1. Собственно упрощение схемы включения достигается благодаря интегрированию следующих элементов:

• N-канальный МОП-транзистор, характеризующийся напряжением пробоя не менее 800 В и возможностью контроля тока. Благодаря таким особенностям МОП-транзистора, появляется возможность обеспечить надежную работу силового каскада без дополнительных демпфирующих цепей и исключить из схемы токоизмерительный шунт.

• Высоковольтная схема запуска, которая берет питание с вывода DRAIN и вступает в работу, когда выпрямленное и сглаженное сетевое напряжение составляет более 80 В. Данная схема представляет собой источник тока и позволяет исключить из схемы включения все компоненты, необходимые для запуска импульсного ИП.

• Ряд блоков, обеспечивающих безопасную и надежную работу ИП с малыми электромагнитными излучениями, в т.ч. генератор «дрожащего» сигнала синхронизации, драйвер с возможностями управления током заряда затвора, схема плавного старта, схема ограничения тока с регулируемым порогом, схема контроля недопустимого снижения входного напряжения, дополнительная схема токовой защиты, схема блокировки при снижении напряжения питания VDD (UVLO), схема автоматического перезапуска и защита от перегрева.

• Улучшенный ШИМ-контроллер с преобразованием в токовом режиме, который требует минимальное число внешних компонентов в цепи обратной связи по напряжению.

Энергосберегающие возможности

ИС VIPer17 обладает рядом возможностей, позволяющих добиться малых потерь мощности как в активном, так и в дежурном (без нагрузки) режимах работы. В активном режиме работы снижение потерь мощности достигается за счет использования особого МОП-транзистора, который, с одной стороны, обладает малым сопротивлением открытого канала (типичное значение 22 Ом) и позволяет снизить потери проводимости, а с другой – имеет специальный вывод контроля тока, позволяющий избавиться от токоизмерительного шунта и связанных с ним потерь мощности.

Возможности энергосбережения в дежурном режиме работы ИС VIPer17 в первую очередь направлены на выполнение требований различных стандартов, упомянутых в начале статьи. Для этого у ИС предусмотрен специальный режим работы, который называется BURST. При снижении тока нагрузки снижается и напряжение на выводе FB. Когда это напряжение станет менее 0,45 В, ИС перейдет в режим BURST. Переход в этот режим сопровождается блокировкой коммутатора. В результате прекращается передача энергии на выход преобразователя, что в свою очередь вызовет нарастание напряжения на выводе FB. Когда это напряжение превысит порог 0,45 В, работа коммутатора снова разблокируется. Таким образом, работа в режиме BURST заключается в чередовании пауз в работе коммутатора и его нормальной работы. Такой способ является более эффективной альтернативой работе ШИМ-контроллера с очень малым заполнением импульсов. Работа в режиме BURST обеспечивает существенное снижение всех динамических потерь, т.к. средняя частота при его использовании существенно отличается в меньшую сторону по сравнению с рабочей частотой ШИМ и составляет несколько сотен Гц. В конечном счете, применение ИС VIPer17 позволяет создавать импульсные источники питания с потребляемой в режиме холостого хода мощностью менее 50 мВт.

Пример применения

На рисунке 3 показан пример реализации сетевого ИП (изолированный обратноходовой AC/DC-преобразователь) мощностью 7 ватт с универсальным входом и выходом 12 В/600 мА.

Рис. 3. Пример сетевого источника питания на основе ИС VIPer17L 

Схема выполнена на основе 60 килогерцовой ИС VIPer17L. Здесь предусмотрены несколько резисторов для настройки защит ИП, в т.ч. R2, R4, R5 задают порог блокировки при снижении входного напряжения (данная функция в указанном положении перемычки J3 неактивна), R3 задает порог ограничения тока, а R14 совместно с R3 задает порог срабатывания защиты от перенапряжения. Цепь обратной связи по напряжению выполнена на основе источника опорного напряжения шунтового типа (TL431) и оптопары PC817 (или ее аналога TLP621), что типично для любого изолированного обратноходового преобразователя.