Контроллеры для DC/DC-преобразователей

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

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

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

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)

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: [email protected]