Схема шим на viper22a

Схема шим на viper22a

565 шт. со склада г.Москва − + В корзину

Комбинированные микросхемы источников питания серии Viper от компании STMicroelectronics хорошо зарекомендовали себя на рынке. С каждым годом их популярность растет, поскольку идет постоянное обновление и расширение линейки.

Интеграция в одном кристалле ШИМ-контроллера и высоковольтного МДП-транзистора, а также встроенных в микросхему схем защиты от перегрузки по току и перегрева позволяет значительно повысить надежность источников питания, построенных с использованием микросхем семейства VIPer. Уменьшение числа компонентов упрощает процесс конструирования, а также позволяют понизить общую стоимость разработки и производства источников питания. Каждая микросхема рассчитана на соответствующую топологию схемы преобразователя, а так же на определенную мощность конечного устройства.

Область применения микросхем семейства Viper — практически все возможные бытовые источники питания мощностью до 100 Вт: зарядные устройства, источники питания для светодиодных источников света, а также вторичные источники питания для всевозможной бытовой электроники.

Основные отличительные особенности данных микросхем: возможность построения схем, как на топологии с постоянной частотой коммутации, так и квазирезонансных схем; минимальное потребление энергии в дежурном режиме, минимально возможное количество элементов обвязки, наличие ШИМ-контроллера с флуктуацией частоты для снижения электромагнитного эмиссионного излучения, увеличенное максимальное допустимое напряжение транзистора, встроенный ограничитель тока с регулируемой контрольной точкой, безопасный режим автоматического перезапуска при обнаружении сбоев и гистерезисная схема отключения при перегреве.

Для ускорения проектирования импульсных ИП на основе ИС серии VIPer, компания STMicroelectronics предлагает несколько оценочных наборов, каждый из которых демонстрирует пример реализации некоего законченного устройства, также STMicroelectronics предоставляет для разработчиков пакеты автоматизированного расчёта параметров источника питания на основе VIPer (VIPerXXX Design Software). При использовании специального программного обеспечения VIPer Software разработка еще более упрощается.

STMicroelectronics Viper22A STTH102 STTH106

Fabio Cacciotto, STMicroelectronics

Реализация многих функций современных бытовых приборов в значительной степени основана на использовании микроконтроллеров и дополнительных схем. Хотя обеспечить изоляцию от сети переменного тока могут обычные трансформаторы с железным сердечником, низковольтное питание микропроцессоров, выходные сигналы которых управляют связанными с сетью силовыми ключами, требуют еще одного уровня электрической изоляции, такой как оптроны или импульсные трансформаторы.

Разработчики могут избежать сложностей и затрат, связанных с добавлением дополнительных компонентов изоляции от неизолированной линии сети переменного тока. Но если получение с помощью автономного импульсного источника питания одного низкого напряжения не вызывает никаких трудностей, получение нескольких напряжений представляет определенную проблему и требует относительно сложной конструкции.

В качестве альтернативы вы можете использовать однокристальный контроллер импульсного преобразователя, такой, например, как Viper22A, выпускаемый STMicroelectronics (IC1 на Рисунке 1), с помощью которого из напряжения сети переменного тока от 88 В до 265 В можно получить два стабилизированных напряжения суммарной мощностью до 3.3 Вт. При указанных на рисунке номиналах компонентов схема обеспечивает нагрузку напряжениями –5 В ±5% при токе до 300 мА и –12 В ±10% при токе до 150 мА.

Рисунок 1. Этот автономный импульсный источник питания стабилизирует
два выходных напряжения.

В состав Viper22A входят тактовый генератор 60 кГц, источник опорного напряжения, цепь защиты от перегрева и высоковольтный силовой MOSFET, способный рассеивать мощность в несколько ватт. Хотя микросхема Viper22A выпускается в 8-выводном корпусе, для ее работы требуются всего четыре контакта: вход напряжения питания VDD, вход обратной связи FB, а также выводы истока и стока MOSFET. Остальные выводы – вход резервного питания и дополнительные контакты стока – служат для улучшения отвода тепла в печатную плату.

Читайте также:  Как составить схемы предложений в русском языке

Резистор R4 ограничивает броски входного тока и одновременно выполняет функцию защитного предохранителя. Диодом D1 переменное напряжение сети выпрямляется до эффективного значения порядка 160 В и сглаживается фильтром на элементах C1, R1, L1, и C2. Помимо сглаживания пульсаций постоянного тока, фильтр снижает электромагнитные помехи до уровня, соответствующего требованиям европейского стандарта 55014 CISPR14. Дополнительное снижение кондуктивных излучений обеспечивает демпфирующий конденсатор C9, включенный параллельно диоду D1.

Конденсатор C3 накапливает положительный заряд в течение времени, когда MOSFET закрыт, и отдает его для питания микросхемы IC1 напряжением VDD, когда MOSFET открыт. Обратное напряжение диода D3 может достигать суммы пикового выпрямленного напряжения сети и максимального выходного постоянного напряжения, поэтому в качестве D3 следует выбирать диод с быстрым восстановлением, рассчитанный на пиковое обратное напряжение 600 В.

Для обратной связи, замыкающей контур регулирования, используется напряжение VOUT2. Сумма напряжения база-эмиттер PNP транзистора общего назначения Q1 и обратного напряжения стабилитрона D6 устанавливает напряжение VOUT2 равным –5 В. Стабилитрон D7 сдвигает напряжение на входе обратной связи микросхемы IC1 в ее линейный диапазон 0…1 В. Для исключения высокочастотной генерации в цепи обратной связи проводники, идущие к конденсатору C4, необходимо сделать как можно более короткими. Две обмотки катушки L2 намотаны на гантельном ферритовом сердечнике TDK SRW0913; соотношение витков обмотки определяет выходное напряжение VOUT1. Для поддержания стабилизации при отсутствии нагрузки на выходе VOUT1 и полной нагрузке на VOUT2 между VOUT1 и общей линией заземления включен дополнительный резистор R5.

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

В последнее время лампы накаливания, имеющие весьма ограниченный ресурс около 1000 часов, и газоразрядные осветительные лампы с ресурсом примерно 20 000 часов энергично вытесняются светодиодными аналогами, способными функционировать без замены гораздо дольше — 100 000 часов. Они имеют наивысший среди искусственных источников света КПД преобразования электрической энергии в световую, что вынуждает правительства многих стран, в том числе и России, энергичнее внедрять энергосберегающие технологии в светотехнике. Этому также способствует неуклонное снижение стоимости сверхъярких светодиодов из-за конкуренции их мировых производителей.

К сожалению, в большинстве бытовых светодиодных ламп использованы простейшие сетевые блоки питания с балластным конденсатором. И это несмотря на то, что общеизвестные недостатки последних (бросок тока при включении, узкий интервал сетевого напряжения, соответствующий допустимым пределам тока через светодиоды, а также возможность повреждения при обрывах в нагрузке) приводят к преждевременному выходу светильников из строя. Это значит, что подобное схемотехническое решение в принципе не может обеспечить эффективную долговременную работу светодиодных источников света с предполагаемым ресурсом в 100 000 часов.

Предлагаемая конструкция простого малогабаритного сетевого ИИП для светодиодной лампы (рис. 1) свободна от таких недостатков и, несмотря на высокую надежность эксплуатации, очень дешева (примерно 50 руб без светодиодов). Использование средств автоматизированного проектирования данного устройства предоставляет возможность радиолюбителю самостоятельно гибко варьировать номенклатуру и число подключаемых светодиодов.
Работа подобного импульсного понижающего стабилизатора напряжения и физические принципы его функционирования описаны в [1] (рис.1,в и рис. 2,6). Поэтому более подробно рассмотрим последовательность проектирования сетевого преобразователя для питания 17 ультраярких светодиодов, используемых в описываемом устройстве (рис. 1). Среди них EL1- EL8 — стандартные 5-миллиметровые светодиоды LC503TWN1-15G и EL9-EL11 — чип-све-тодиоды ARL-5060WYC по 3 шт. в прямоугольном корпусе PLCC6 размерами 5×5 мм с допустимым прямым током до 40 мА и прямым падением напряжения примерно 3,2 В на каждом диоде. Такой выбор светодиодов в экземпляре автора обусловлен необходимостью освещения компьютерной клавиатуры. Первые светодиоды обладают малым углом излучения — 15° по уровню половинной мощности, вторые — большим — 120°. В результате в суммарном световом пятне будут отсутствовать резкие границы, причем освещенность в центре больше, чем на периферии. Цветовой оттенок такого источника света — средний между холодным и теплым белым, что обусловлено параметрами использованных светодиодов.
Из конструктивных соображений однотипные светодиоды соединены последовательно, при этом получены показанные на рис. 1 две цепи (из 8 и 9 светодиодов соответственно), которые соединены параллельно через токо-ограничивающие резисторы R2 и R3 Выходное напряжение преобразователя для обеих цепей выбрано 32 В при токе нагрузки 40 мА.
Для проектирования преобразователя использована программа Non-Isolated VIPer Design Software v.2.3 (NIVDS), о которой рассказано в статье [2]. Интервал напряжения сети оставлен выбранный программой по умолчанию 88. 264 В. Использован ШИ контроллер — микросхема VIPer22A с частотой преобразования 60 кГц, режим преобразования прерывистый (DCM — Discontinuous Current Mode), выходное напряжение — 32 В при токе 40 мА. Индуктивность накопительного дросселя L1, рассчитанная программой, составила 2,2 мГн. Другие параметры преобразователя: КПД — 74 %, максимальная амплитуда тока коммутирующего транзистора микросхемы DA1 — 169 мА, ее максимальная температура — 47 °С, эффективное значение потребляемого тока — 17 мА при максимальном сетевом напряжении 264 В.
Дроссель L1 — доработанный высокочастотный ДМ-0,1 500 мкГн. Для увеличения его индуктивности до 2,2 мГн к имеющейся обмотке добавляют, не изменяя направление намотки, 2 слоя по 100 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,12 мм. Изоляцию между добавляемыми слоями, а также общее покрытие дросселя выполняют клейкой лентой (скотчем). Отгибание выводов дросселя для монтажа на печатной плате производят не ближе 5 мм от ферритового корпуса, иначе заводские выводы обмотки будут повреждены. Вместо доработанного дросселя ДМ-0,1 можно применить катушки индуктивности КИГ-0,2-2200 или SDR1006-2200.

Читайте также:  Портал госуслуг новая версия

Чертеж печатной платы преобразователя, выполненной из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1. 1,2 мм, показан на рис. 2, а ее внешний вид — на рис. 3. Конденсатор С1 впаивают с зазором 7. 8 мм до платы, так как его надо наклонить к центру платы, чтобы он разместился в примененном цоколе от сгоревшей энергосберегающей лампы.

В преобразователе могут быть использованы импортные оксидные конденсаторы с предельной рабочей температурой 105 °С. Конденсаторы С2 и С5 — пленочные или керамические с номинальным напряжением не менее 50 В. Плавкая перемычка FU1 — проволока от предохранителя с номинальным током 1 А. Прорезь защищает плату при перегорании FU1. Но прорезь не нужна, если перемычку заменить плавкой вставкой в керамическом корпусе (из серий ВП1-1, ВП1-2) или предохранительным резистором Р1-25 (или аналогичным импортным сопротивлением 8. 10 Ом). В случае использования предохранительного резистора сопротивление резистора R1 уменьшают до 10. 12 Ом.

Светодиодная нагрузка R2R3EL1 — EL11 смонтирована на другой печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5. 1 мм (рис. 4). Участок фольги многоугольной формы в центре платы предназначен для отвода тепла от светодиодов поверхностного монтажа EL9-EL11. Токоограничивающие резисторы R2 и R3 — РН1-12 типоразмера 1206. Две платы соединяют между собой пайкой в соответствующих контактных площадках трех отрезков медного провода диаметром 0,7 мм и длиной примерно 7 мм, на которые в качестве ограничительных букс надеты отрезки пустотелых пластиковых стержней от шариковых ручек. Два провода подают питание на плату со свето-диодами, а третий обеспечивает необходимую жесткость конструкции. При соединении смежными являются стороны, свободные от элементов на обеих платах. В отверстия контактных площадок, отмеченных звездочками, вставляют и с двух сторон пропаивают короткие отрезки провода. Вначале с помощью ЛАТР желательно убедиться в стабильности выходного напряжения 32 В во всем интервале изменения сетевого напряжения (88. 264 В), при этом вместо светодиодов подключают резисторы общим сопротивлением 800 Ом Затем свето-диоды устанавливают на место, а вместо постоянных токоограничивающих резисторов R2 и R3 временно спаивают подстроечные сопротивлением 150 Ом При измерениях следует остерегаться электрического удара током, поскольку все элементы устройства гальванически связаны с питающей электросетью. Все изменения выполняют только в отключенном состоянии. Подстроечные резисторы регулируют диэлектрической отверткой. Ток через каждую цепь светодиодов контролируют миллиамперметром Хотя использованные светодиоды допускают прямой ток до 40 мА с соответствующим увеличением яркости свечения, в целях достижения заявленной долговечности светодиодов подстройкой резисторов ток устанавливают равным 20 мА. Примерно через 5 мин после включения стабилизируется тепловой режим светодиодов, поэтому необходима дополнительная подстройка тока. При наличии одного миллиамперметра ток в каждой светодиодной цепи регулируют по очереди. В завершение подстроечные резисторы заменяют постоянными найденного сопротивления.

Читайте также:  Игры для кнопочного телефона

С помощью инструмента Waveforms программа NIVDS позволяет смоделировать режимы ШИ контроллера. На рис. 5 показана диаграмма импульсного тока в контроллере при сетевом напряжении 220 В, практически совпавшая с результатами контрольных измерений. Интервал О. 1,5мкс соответствует открытому состоянию коммутирующего транзистора микросхемы DA1 (прямой ход преобразователя). Синим цветом показан график тока в накопительном дросселе во время обратного хода преобразователя. Интервал 1,5. 13 мкс соответствует этапу передачи в нагрузку энергии, накопленной дросселем во время прямого хода. Интервал 13. 16,6 мкс — так называемая бестоковая пауза б работе преобразователя, когда возникают свободные затухающие колебания напряжения и тока в выходной цепи. Более наглядно эти колебания иллюстрирует снятая диаграмма напряжения на истоке транзистора относительно общего провода питания (рис. 6), где хорошо заметно, что затухающие колебания напряжения происходят относительно уровня 32 В, соответствующего выходному напряжению преобразователя. Выходной фильтр С4С5 снижает пульсации выходного напряжения до 300 мВ.

Как видно из рис. 5 и 6, пиковый ток коммутирующего транзистора микросхемы (169 мА) в несколько раз меньше максимально допустимого значения 700 мА, напряжение на стоке этого транзистора (300 В) также меньше максимально допустимого 730 В Это обеспечивает работу преобразователя с большим запасом электрической прочности, что наряду со встроенной в микросхему тепловой защитой, а также защитой от замыканий и обрывов в нагрузке гарантирует многолетнюю надежную работу описанного устройства.

Внешний вид светодиодной лампы показан на рис. 7. В ней использован отражатель от неисправного карманного фонаря.

1. Косенко С. Особенности работы индуктивных элементов в однотактных преобразователях. — Радио. 2005. № 7. с. 30-32.
2. Косенко С. Автоматизированное проектирование малогабаритных ИИП на микросхемах VIPer — Радио, 2008, № 5, с. 32. 33.

Ссылка на основную публикацию
Сравнить технические характеристики rx330 и rx350
Линейка популярных люксовых SUV Lexus RX пополнилась новой модификацией – RX 350. Теперь покупателем RX быть еще приятнее – ведь...
Сколько рублей получают ютуберы
Видеохостинг YouTube — не только развлекательная площадка, но и хороший источник дохода. Тысячи пользователей выкладывают ролики, пытаясь привлечь внимание аудитории....
Сколько света мотает компьютер
Выбирая комплектующие для персонального компьютера (ПК) обычно обращают внимание на производительность и объем памяти, порой забывая о том, сколько же...
Сравнить процессоры кирин и снапдрагон
Snapdragon 636 vs. Kirin 960: кто лучше? Результаты тестов и сравнительных таблиц, описанных в этой статье, помогут определить, какой из...
Adblock detector