Контролери синхронних випрямників ТЕА179х

Сприяючи реалізації програми Energy-Star, що стимулює розвиток енергозберігаючих технологій в електроніці, компанія NXP (Philips) розробила контролери нового сімейства GreenChip, застосування яких в імпульсних джерелах живлення дозволило знизити споживану вирібом в очікуваному режимі потужність до декількох ватів і відмовитися від застосування додатково.
Першою «ластівкою» цього сімейства став випущений 1998 р. контролер TEA1504, призначений для застосування в блоках живлення моніторів. При зменшенні струму навантаження цей контролер переходить у «пакетний» режим роботи (burst mode), що забезпечує зниження потужності, що споживається в режимі очікування, до величини менше 3 Вт, як і передбачено стандартом EnergyStar.

Основні характеристики контролерів ТЕА179х

¹⁾ Є варіант виконання у корпусі TSOP6 (з суфіксом «S» у позначенні).

²⁾ tact(sr)(min) – minimum SR active time (мінімальна тривалість активного стану)

³⁾ Vact(drv) – driver activation voltage (напруга включення драйвера )

⁴⁾ Vreg(drv) – driver regulation voltage (напряжение управления драйвера)

⁵⁾ Vdeact(drv) – driver deactivation voltage (напряжение выключения драйвера)

⁶⁾ td(act)(drv) – driver activation delay time (время задержки

Последняя разработка этого семейства – контроллеры ТЕА179х с высокой степенью интеграции, оптимизированные для применения в синхронных выпрямителях и позволяющие создавать недорогие компактные импульсные источники питания с минимальным количеством компонентов.
Особенности контроллеров ТЕА179х:
• широкий диапазон напряжения питания (от 8.5 до 38 В)
• высокое выходное напряжение драйвера (до 10 В), достаточное для управления любыми MOSFET-транзисторами с малым сопротивлением канала
• высокий уровень интеграции, число внешних компонентов сведено к минимуму
• корпус SO-8 (имеются варианты в корпусе TSOP-6 размерами 3×1.7 мм).
Основные характеристики контроллеров ТЕА179х приведены в таблице.
Области применения контроллеров ТЕА179х: зарядные устройства, сетевые адаптеры питания, ЖК-телевизоры и пр.

Рис. 1. Структурная схема контроллера TEA1791T

РАБОТА КОНТРОЛЛЕРА В СОСТАВЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

В качестве примера рассмотрим работу контроллера TEA1791T, структурная схема которого приведена на рис. 1, а схемы включения – на рис. 2. Этот контроллер предназначен для применения в обратноходовых преобразователях, работающих в квазирезонансном режиме (или DCM – Discontinuous Conduction Mode).

Рис. 2. Схемы включения контроллера TEA1791T для управления верхним (а)
и нижним (б) ключевыми транзисторами преобразователя

В контроллерах этой серии имеется функция защиты, срабатывающая при уменьшении напряжения питания ниже предельно допустимого значения. Нормальный режим работы контроллеров обеспечивается при напряжении питания более 8.5 В. Когда это напряжение снижается до величины менее 8 В, выходное напряжение драйвера становится равным нулю.
Графики напряжений и токов в течение рабочего цикла представлены на рис. 3. Как только напряжение на выводе SRSENSE контроллера достигнет значения -310 мВ, напряжение на выходе драйвера возрастает от нуля до примерно 10 В, открывая ключевой транзистор преобразователя. Когда напряжение на выводе SRSENSE возрастет до -55 мВ, выходное напряжение драйвера постепенно уменьшается, поддерживая напряжение на выводе SRSENSE неизменным. И, наконец, когда напряжение на выводе SRSENSE возрастет до -12 мВ, напряжение на выходе драйвера стано вится равным нулю и ключевой транзистор запирается.

Рис. 3. Напряжения и токи в преобразователе

Протягом 0.93 мкс після відкривання ключового транзистора напруга на виході драйвера не змінюється, що виключає помилкове вимкнення транзистора через високочастотні коливання напруги на виводі SRSENSE на початку робочого циклу.
Максимальний струм драйвера, що витікає, становить 250 мА, що втікає – 2.7 А. Це гарантує високу швидкість управління ключовим транзистором. Тривалість імпульсу струму обмежена таймером, після закінчення імпульсу цей струм зменшується до 5 мА.
Окремо слід зупинитись на пристрої контролера TEA1795T. На відміну від інших контролерів цієї серії він містить два автономних драйвера, керованих різницею напруг між висновками DSA та SSA (у драйвері А) та DSB та SSB (у драйвері В). Контролер може використовуватися в перетворювачах із трансформаторами, вторинна обмотка яких має відведення від середньої точки.