Алексей Арбузов
Новости электроники 1, 2007
Как правило, в преобразователях для стабилизации выходного напряжения используется широтно-импульсная модуляция. Основным недостатком такого способа управления является высокий уровень помех и недостаточно высокий КПД. В данной статье рассказывается о микросхемах компании Fairchild с квазирезонансным методом управления и о преимуществах их использования при разработке.
Сегодня можно с уверенностью сказать, что в мире не найдется ни одного электронного прибора, который не имел бы в своем составе источник электропитания.
За последнее десятилетие технология производства полупроводниковых микросхем достигла такого высокого уровня, что стало возможным разместить на одном кристалле микросхемы контроллер и мощный высоковольтный полевой транзистор с напряжением до 800 В (!) и током до 15 А. Это, в свою очередь, позволило строить импульсные источники питания с выходной мощностью до 300 Вт. Одновременно существенно сократилось количество элементов обвязки, значительно выросла надежность и технологичность всего источника, а также уменьшилось время на разработку.
Компания Fairchild выпускает микросхемы для построения импульсных источников питания с диапазоном выходных мощностей от единиц до сотен Вт. Это микросхемы семейства Green FPS Family, отвечающие современным мировым тенденциям повышения эффективности и экономии энергоресурсов. Отличительной особенностью данных микросхем является то, что вместо стандартного ШИМ здесь используется квазирезонансный метод управления. Это позволяет существенно снизить активные (динамические) потери энергии в мощном высоковольтном полевом транзисторе, что увеличивает КПД на 3-5%, а также помогает уменьшить уровень высокочастотных электромагнитных излучений за счет упрощения схемы фильтрации и подавления нежелательных помех.
Возникает вопрос: каким образом и за счет чего снижаются динамические потери в транзисторе?
Динамические потери бывают двух типов: в момент включения и в момент выключения. Потери при включении обусловлены, вопервых, наличием тока во вторичной обмотке и временем восстановления выпрямительного диода; во-вторых, высоким уровнем напряжения на стоке транзистора.
Потери при выключении обусловлены, во-первых, наличием тока в первичной обмотке, а во-вторых, временем запирания транзистора. Потери в момент выключения снижаются за счет дополнительного высоковольтного конденсатора, который подключается параллельно основному транзистору между стоком и истоком. Это приводит к тому, что транзистор выключается быстрее, чем на нем успевает измениться напряжение.
Читать далее статью в полном обьеме (pdf)
Диаграмма работы квазирезонансного преобразователя
Источник питания на микросхеме серии FSCQxx65R
