Журнал "Новости Электроники", номер 7, 2009 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 7, 2009 год.Контроллеры для DC/DC-преобразователейДмитрий Цветков Более 300 наименований насчитывает перечень контроллеров Texas Instruments для импульсных источников питания. На сегодняшний день это самый обширный перечень компонентов данной группы. Для разработчика доступны устройства практически с любым сочетанием параметров, характеристик и возможностей. В статье приведен обзор наиболее распространенных контроллеров TI для гальванически неизолированных импульсных источников питания.

Компания Texas Instruments непрерывно разрабатывает и реализует новые идеи и решения для источников питания. Эти решения впоследствии воплощаются в виде малогабаритных микросхем. Высоким спросом пользуются контроллеры для гальванически не развязанных DC/DC-преобразователей (табл. 1, 2, 3).

Таблица 1. Контроллеры TI для понижающих синхронных DC/DC-источников

Наиме
нование
Режим управления (обратная связь)Входное напря
жение, В
Выходное напря
жение, В
Макс. выход
ной ток драй
вера, А
Частота, кГцТочность внут
реннего опорного источ
ника, %
Встро
енная цепь вольт-добавки
Вывод POWER GOODПлав
ный запуск
Вход внешней синхро
низации
КорпусTPS40000Напряжение2,25...5,500,70...4,001,0300/6001,0ЕстьНетЕстьНетMSOP-10TPS40002Напряжение2,25...5,500,70...4,001,0300/6001,0ЕстьНетЕстьНетMSOP-10TPS40007Напряжение2,25...5,500,70...4,001,0300/6001,0ЕстьНетЕстьНетMSOP-10TPS40009Напряжение2,25...5,500,70...4,001,0300/6001,0ЕстьНетЕстьНетMSOP-10TPS40020Напряжение2,25...5,500,70...4,002,0100...10001,0ЕстьЕстьЕстьЕстьHTSSOP-16TPS40021Напряжение2,25...5,500,70...4,002,0100...10001,0ЕстьЕстьНетЕстьHTSSOP-16TPS40040Напряжение2,25...5,500,60...4,951,03001,0ЕстьНетЕстьНетSON-8TPS40041Напряжение2,25...5,500,60...4,881,06001,0ЕстьНетЕстьНетSON-8TPS40042Напряжение3,00...5,500,70...4,951,2600внешнийЕстьНетЕстьНетSON-10TPS40054Напряжение8,00...40,00,70...35,01,0до 10001,0ЕстьНетНетЕстьPwrPAD-16TPS40055Напряжение8,00...40,00,70...35,01,0до 10001,0ЕстьНетНетЕстьPwrPAD-16TPS40056Напряжение10,0...40,00,70...35,01,0до 1000внешнийЕстьНетНетЕстьPwrPAD-16TPS40057Напряжение8,00...40,00,70...35,01,0до 10001,0ЕстьНетЕстьЕстьPwrPAD-16TPS40060Напряжение10,0...55,00,70...45,01,0до 10001,0НетНетНетЕстьPwrPAD-16TPS40061Напряжение10,0...55,00,70...45,01,0до 10001,0НетНетНетЕстьPwrPAD-16TPS40075Напряжение4,50...28,00,70...23,01,0до 10001,0ЕстьЕстьЕстьЕстьQFN-20TPS40077Напряжение4,50...28,00,70...23,01,0до 10001,0ЕстьЕстьЕстьНетPwrPAD-16TPS40100Ток4,50...18,00,70...5,501,36001,0НетЕстьЕстьЕстьQFN-24TPS40101Напряжение4,50...18,00,70...5,501,310001,0НетЕстьЕстьЕстьQFN-24TPS40190Напряжение4,50...15,00,59...12,71,23001,0ЕстьНетЕстьНетSON-10TPS40192Напряжение4,50...18,00,59...14,41,2300/6000,5ЕстьЕстьЕстьНетSON-10TPS40193Напряжение4,50...18,00,59...14,41,2300/6000,5ЕстьЕстьЕстьНетSON-10TPS40195Напряжение4,50...20,00,59...17,01,2до 6000,5ЕстьЕстьЕстьЕстьTSSOP-16, QFN-16TPS5124Напряжение4,50...15,00,90...12,02,0до 5001,0ЕстьНетНетНетTSSOP-30

 

Таблица 2. Контроллеры TI для понижающих многофазных синхронных DC/DC-источников

Наиме-нованиеЧисло каналовЧисло фазВходное напря-жение, ВВыходное напряжение, ВМакс. выход ной ток драй вера, АЧастота, кГцТочность внутрен него опорного источ ника, %Вывод POWER GOODПлавный запускЗащита от пере напря женияКорпусTPS4009012, 3, 44,50...15,00,70...3,30регулир.до 10001,00ЕстьНетЕстьTSSOP-24, QFN-28TPS4009112, 3, 44,50...15,00,70...3,30регулир.до 10001,00ЕстьНетЕстьTSSOP-24, QFN-28TPS40131121,00...40,00,70...5,801,0до 10001,00ЕстьЕстьЕстьQFN-32TPS40132121,00...40,00,60...5,801,0до 10000,80ЕстьЕстьЕстьQFN-32TPS401401, 21, 22,00...40,00,70...5,801,2до 10000,50ЕстьЕстьЕстьQFN-36TPS40180112,00...40,00,70...5,801,2до 10000,75ЕстьЕстьЕстьQFN-24TPS5172711, 24,50...28,00,40...1,252,7до 5001,50ЕстьНетЕстьQFN-40

 

Таблица 3. Контроллеры TI для понижающих синхронных DC/DC-источников с высоким КПД при  малых нагрузках

Наиме-нованиеЧисло каналовЧисло выходов LDOЧисло фазВходное напря-жение, ВВыходное напря-жение, ВМакс. выход ной ток драй вера, АЧастота, кГцТочность внутрен него опорного источ ника, %Вывод POWER GOODВстроен ный диод вольт-добавкиЗащита от пере напря женияКорпусTPS510202124,50...28,00,80...5,502,0270, 360, 4501,0ЕстьЕстьЕстьTSSOP-30TPS51101114,50...28,00,90...3,501,5до 5001,0ЕстьНетЕстьTSSOP-24TPS511161113,00...28,01,50...3,000,8до 4001,0ЕстьНетЕстьPwrPAD-20, QFN-24TPS511171011,80...28,00,75...5,503,0до 5501,0ЕстьЕстьЕстьTSSOP-14, QFN-14TPS511202221,50...28,02,00...5,503,0270, 330, 430, 5801,0ЕстьНетЕстьQFN-32TPS511242023,00...28,00,76...5,503,0300, 360, 4201,0ЕстьНетЕстьQFN-24TPS511252215,50...28,02,00...5,501,03251,0ЕстьНетЕстьQFN-24TPS512202224,50...28,01,00...12,01,5до 10001,0ЕстьЕстьЕстьQFN-32TPS51303124,50...28,00,90...5,501,5до 5001,5ЕстьНетЕстьQFP-48TPS515111113,00...28,00,75...3,300,8до 5501,0ЕстьЕстьЕстьQFN-20

 

В последнее время преобразователи с синхронным управлением приобретают все большую популярность по сравнению с «классическими». Это объясняется, прежде всего, повышенной экономичностью, меньшим уровнем шума и большей надежностью. Перспективное направление – многофазные контроллеры, в основном предназначенные для мощных низковольтных DC/DC-преобразователей (табл. 2), которым TI уделяет основное внимание. Однако морально устаревшие, но все еще пользующиеся высоким спросом контроллеры с несинхронным управлением (силовой транзистор + диод) по-прежнему производятся компанией TI (табл. 4). В различной литературе не раз приводились описания этих микросхем, поэтому в статье основное внимание уделено перспективным новинкам в области контроллеров для DC/DC-источников.

Таблица 4. Контроллеры TI для DC/DC-источников (разное)

Наиме нованиеТопологияСинхронное управлениеВходное напря-жение, ВВыходное напря-жение, ВМакс. выход ной ток драй вера, АЧастота, кГцТочность внутрен него опорного источ ника, %Встро енный диод вольт-добавкиВывод POWER GOODКорпусTPS40210–Нет4,50...52,05,00...2500,8до 10002,0НетНетPwrPAD-10, SON-10TPS40211–Есть4,50...52,05,00...2500,8до 10002,0НетНетPwrPAD-10, SON-10TPS43000–Нет1,80...9,000,80...8,001,2до 20002,0НетНетTSSOP-16TPS51100–Нет4,75...5,250,60...1,70––внешнийНетНетPwrPAD-10TPS51200–Нет0,30...3,600,30...3,60––внешнийНетЕстьSON-10TPS64200–Нет1,80...6,501,20...6,50––2,0НетНетSOT-23TPS64201–Нет1,80...6,501,20...6,50––2,0НетНетSOT-23TPS64202–Нет1,80...6,501,20...6,50––2,0НетНетSOT-23TPS64203–Нет1,80...6,501,20...6,50––2,0НетНетSOT-23UC3572инвертирующий, обратноходовый–4,75...30,0-48,0...0,000,53002,0НетНетSOIC-8, DIL-8TL1451Aповышающий, понижающий, обратноходовый–3,60...50,02,50...50,00,02до 5004,0НетНетPDIP-16, SOIC-16, SSOP-16, TSSOP-16TL5001повышающий, понижающий, обратноходовый–3,60...40,01,00...50,00,02до 5003,0НетНетPDIP-8, SOIC-8, SO-8

TPS40042 – синхронный понижающий ШИМ-контроллер, предназначенный для построения DC/DC-преобразователей с низким выходным напряжением (от 0,7 до 4,95 В), высоким выходным током (зависит от характеристик внешних силовых транзисторов, обычно до 20...25 А) и высокой частотой преобразования (до 1 МГц). Основные области применения: питание модулей динамической памяти (DDR, DDR-II и т.д.), гибридные DC/DC-модули питания, телекоммуникации. Основное отличие от других контроллеров – внешний источник опорного напряжения, который позволяет реализовать более гибкое управление микросхемой и расширяет область ее применения.  

TPS40192 и TPS40193 – синхронные понижающие ШИМ-контроллеры с выходом POWER GOOD (рис. 1, вывод PDG) и внутренним опорным источником повышенной точности (0,5%). Широкий диапазон входного напряжения (от 4,5 до 18 В) позволяет применять эти контроллеры в составе DC/DC-преобразователей компьютерных видео/аудиокарт, телевизоров, мониторов и прочей бытовой электроники. Как все синхронные контроллеры Texas Instruments, TPS40192/ TPS40193 имеют в своем составе адаптивный узел, предотвращающий протекание сквозного тока через оба внешних силовых транзистора.

 

 

Рис. 1. Типовая схема включения контроллеров TPS40192/ TPS40193

TPS40131 и TPS40132 – синхронные понижающие двухфазные ШИМ-контроллеры (табл. 2). Основная область применения: низковольтные DC/DC-источники питания с высоким выходным током (до 50 А). Отличительные особенности: встроенные драйверы для двух пар внешних силовых транзисторов, работающих в противофазе, что позволяет увеличить КПД и надежность источника. Встроенный дифференциальный усилитель может использоваться для помехозащищенного контроля выходного напряжения на нагрузке, что в значительной степени упрощает требования к топологии печатной платы. При использовании 6-битного цифрового делителя выходного напряжения TPS40120 появляется возможность программного управления выходным напряжением источника на базе TPS40131 и TPS40132 (рис. 2).

 

 

Рис. 2. Типовая схема подключения цифрового делителя TPS40120 с контроллерами TPS40131/ TPS40132

Отдельно стоит упомянуть синхронные понижающие контроллеры, оптимизированные для работы на широкий диапазон нагрузки (табл. 3). Их основное назначение – преобразователи напряжения аккумуляторных батарей в ноутбуках, источниках питания ЖК-мониторов/телевизоров.

TPS51120 – синхронный понижающий двухфазный ШИМ-контроллер. Основные особенности: при отсутствии нагрузки собственный ток потребления микросхемы в активном режиме не превышает 0,5 мА (в выключенном состоянии – 7 мкА, в режиме ожидания – 100 мкА) во всем диапазоне входного напряжения (от 4,5 до 28 В), наличие регулируемой частоты преобразования (200 кГц...1 МГц). Для целей управления помимо данных о напряжении на нагрузке контролируется ток в катушке, то есть реализована обратная связь по току. Фактически при наличии нагрузки контроллер работает в режиме непрерывного тока, а при малой или отключенной нагрузке – в режиме прерывистых токов. Такая схема построения позволяет увеличить КПД преобразователя во всем диапазоне нагрузок.

 

Заключение

На сегодняшний день контроллеры для импульсных источников питания от компании Texas Instruments уверенно и прочно заняли нишу среди недорогих, надежных, многофункциональных и в то же время простых в эксплуатации импульсных источников питания малой, средней и большой мощности. Наиболее характерными применениями для них являются как бытовая электроника (компьютеры, ноутбуки, DVD-проигрыватели, ЖК-телевизоры и мониторы и т.п.), так и промышленная и медицинская аппаратура.

 

Литература

1. Дмитрий Цветков, «ШИМ-контроллеры STMicroelectronics», журнал «Новости электроники», 2008/3.

2. Дмитрий Еськин, «TPS40210 и TPS40211 – новые повышающие DC/DC-контроллеры Texas Instruments», журнал «Новости электроники», 2008/15.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка - e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

 

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.