КОНТРОЛЛЕРЫ СИНХРОННЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ ТЕА179х

Способствуя реализации программы Energy-Star, стимулирующей развитие энергосберегающих технологий в электронике, компания NXP (Philips) разработала контроллеры нового семейства GreenChip, применение которых в импульсных источниках питания позволило снизить потребляемую изделием в ждущем режиме мощность до нескольких ватт и отказаться от применения дополнительного маломощного источника питания.
Первой «ласточкой» этого семейства стал выпущенный в 1998 г. контроллер TEA1504, предназначенный для применения в блоках питания мониторов. При уменьшении тока нагрузки этот контроллер переходит в «пакетный» режим работы (burst mode), что обеспечивает снижение мощности, потребляемой в ждущем режиме, до величины менее 3 Вт, как и предусмотрено стандартом EnergyStar.

Основные характеристики контроллеров ТЕА179х

¹⁾ Имеется вариант исполнения в корпусе TSOP6 (с суффиксом «S» в обозначении).

²⁾ tact(sr)(min) – minimum SR active time (минимальная длительность активного состояния)

³⁾ Vact(drv) – driver activation voltage (напряжение включения 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

В течение 0.93 мкс после открывания ключевого транзистора напряжение на выходе драйвера не изменяется, что исключает ложное выключение транзистора из-за высокочастотных колебаний напряжения на выводе SRSENSE в начале рабочего цикла.
Максимальный вытекающий ток драйвера составляет 250 мА, втекающий – 2.7 А. Это гарантирует высокую скорость управления ключевым транзистором. Длительность импульса вытекающего тока ограничена таймером, после окончания импульса этот ток уменьшается до 5 мА.
Отдельно следует остановиться на устройстве контроллера TEA1795T. В отличие от других контроллеров этой серии он содержит два автономных драйвера, управляемых разностью напряжений между выводами DSA и SSA (в драйвере А) и DSB и SSB (в драйвере В). Контроллер может использоваться в преобразователях с трансформаторами, вторичная обмотка которых имеет отвод от средней точки.