Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Набор ЭПУС CибГУТИ / МЕТода ПРОМ ОБОР / Метод указ приложения.doc
Скачиваний:
99
Добавлен:
11.04.2015
Размер:
3.04 Mб
Скачать

Микросхема tc4427epa

Семейство 4426/7/8 это драйверы, созданные на основе BICMOS/DMOS технологий, с малым потреблением тока. Они способны выдерживать обратные токи до 500 мА (любой полярности) без запирания, до 5 А короткого замыкания (любой полярности) на выводах общей шины. Предназначены для управления силовыми MOSFET ключами с различными видами нагрузок (емкостные, индуктивные и т.д.), которые требуют малого выходного сопротивления, высокого пикового тока и высокого быстродействия.

Конструктивно драйвер размещен в восьмивыводном пластмассовом корпусе (рисунок П14).

Рисунок П14– Цоколевка корпуса

Электрические характеристики

Пиковый выходной ток, А

1,5

Рабочее напряжение, В

4,5…18

Входной ток логической единицы, мА

≤ 4

Входной ток логического нуля, мкА

≤ 400

Время нарастания выходного напряжения при

(C Н = 1000 пФ), нс

≤ 25

Выходное сопротивление, Ом

≤ 7

Задержка распространения сигнала, нс

≤ 40

Защита по входу, В

до 5

Эквивалентная входная емкость, пФ

6

Выходное отклонение от источника питания или

заземления, В

25

Технология изготовления

CMOS/DMOS

Закрытая (запирающая) защита по обратному току

до 500мА

Логический входной порог не зависит от напряжения источника питания.

Назначение выводов приведено в таблице П14.

Таблица П14 Назначение выводов

Номер вывода

Условное обозначение

Назначение

1,8

NC

Внутреннего соединения нет

2

INА

Вход 1: TTL/CMOS вход

3

GND

Общий вывод

4

INВ

Вход 2: TTL/CMOS вход

5

OUTВ

Выход В: CMOS независимый выход

6

VСС

Напряжение питания: +4,5В … +18В

7

OUTА

Выход А: CMOS независимый выход

Вывод (GND). Заземление требуется для оптимальной скорости переключения. Разность напряжений между заземлением драйвера и входным заземлением сигнала во время переключения большого тока приводит к отрицательной обратной связи и уменьшает скорость переключения.

Вход (IN). Неиспользуемые входы драйвера должны быть соединены с логической единицей (в качестве которой, может быть использован VCC) или заземлением. Для самого низкого постоянного тока (<500мкА), неис-пользованные выводы соединяются с заземлением. Высокий логический уровень поднимется до 9мА. Усилители сконструированы со 100мВ задержкой (гистерезисом). Это обеспечивает нормальный переход и уменьшает выбросы тока на выходе при переключении. Входная пороговая величина напряжения приблизительно равняется 1,5В. Вход распознает от 1,5В до VСС, как высокий логический сигнал.

Приложение Р

Микросхема uc3875/6/7/8

Семейство микросхем, объединенных под названием UC3875, осуществляет управление мощным мостовым каскадом с помощью сдвига по фазе момента переключения одной половины моста относительно другой. Используется ШИМ– модуляция совместно с резонансными методами и переключением при нулевом напряжении для повышения эффективности источников электропитания на высоких частотах. Микросхемы этого семейства могут применяться в схемах управления источников электропитания с обратной связью, как по напряжению, так и по току и имеют встроенную схему токовой защиты.

Программируемая временная задержка обеспечивает паузу для работы в резонансном режиме и является независимо управляемой для каждой пары выходов (A–B, C–D).

Генератор способен работать на частотах более 2МГц, хотя практическая частота переключения около 1МГц. В дополнение к стандартному режиму свободных колебаний с помощью вывода CLS можно синхронизировать генератор внешним сигналом или при совместном соединении до 5 микросхем можно получить рабочую частоту, определяемую самым быстрым устройством.

Одна из особенностей защиты – это блокировка при понижении питания, которая поддерживает все выходы в активном состоянии НИЗКОГО уровня, пока напряжение питания не достигнет пороговой величины 10,75В. Схема блокировки при понижении питания имеет гистерезис равный 1,5В, что используется для надежного питания микросхемы в момент старта. Схема токовой защиты блокирует выходы в выключенном состоянии в течение 70нС после возникновения аварийной ситуации, а затем осуществляет повторный запуск после окончания перегрузки.

Дополнительные особенности: усилитель ошибки с полосой пропускания более 7МГц, источник опорного напряжения 5В, функция “мягкий запуск”, регулируемый генератор пилообразного напряжения и схема компенсации наклона “пилы”.

Эти устройства выполняются в корпусах DIP – 20, SOIC – 28 c дополнительными выводами GND для отвода тепла и мощном пластмассовом корпусе PLCC – 28 (рисунок П15).

Электрические характеристики

Напряжение питания VСС , В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Выходной ток, вытекающий или втекающий:

постоянный , А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,5

импульсный (0,5 мкС) , А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Напряжение на аналоговых входах/выходах

(выводы 1…7, 15…19), В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . . 0,3…5,3

Рисунок П16– Цоколевка корпусов

Рабочая температура кристалла, °C

150

Температура соединений, °C

– 55… + 150

Диапазон температур хранения, °C

– 65… + 150

Температура вывода (пайка 10 с), °C

300

Максимальная частота генератора, МГц

2

Ширина импульсов тактовой частоты, нС

0…100

Опорное напряжение, В

4,95…5,05

Напряжение смещения усилителя ошибки, мВ

5…15

Входной ток усилителя ошибки, мкА

5…15

Напряжение нулевого фазового сдвига, В

0,55…0,9

Относительная задержка выхода ШИМ – компаратора, нс

не более ± 20

Параметры схемы “мягкого запуска”:

ток заряда, мкА

– 20…– 3

тока разряда, мкА

– 20…– 3

Выходное напряжение формирователей:

НИЗКИЙ уровень, В

0,2…0,4

ВЫСОКИЙ уровень, В

1,5…2,6

Назначение выводов приведено в таблице П15.

Таблица П15 Назначение выводов

Номер вывода

Условн.

обознач.

Назначение

20

GND

Сигнальная земля. Относительно этого вывода проводятся измерения всех напряжений. Часто-тозадающий конденсатор на выводе 16, шунти-рующий конденсатор на выводе 1, конденсаторы на выводах 11 и 19 должны быть непосредственно связаны с землей шиной около вывода сигнальной земли.

Продолжение таблицы П15

12

PGND

Мощная земля. Вывод 10 должен соединяться керамическим конденсатором с шиной мощной земли (связанной с выводом PGND). Электро-литический конденсатор большой емкости должен быть включен параллельно этому керамическому конденсатору. Шины мощной и сигнальной земли могут быть соединены в одной точке, чтобы оптимизировать подавление шумов и уменьшить падение напряжения постоянного тока.

10

VСС

Напряжение питания выходных ключей. Через этот вывод питаются мощные выходные формирователи и, связанные с ними, схемы смещения. Для нормальной работы необходимо соединить вывод 11 (VIN) с источником стабильного напряжения величиной большей чем 3В, а лучше около 12В. Этот вывод должен соединяться непосредственно с выводом GND через конденсатор с низкими эквивалентными последовательным сопротивлением и индуктивностью.

11

VIN

Напряжение питания остальной схемы. Через этот вывод питаются логические и аналоговые части микросхемы, которые непосредственно не связаны с работой мощных выходных формирователей. Для нормальной работы необходимо соединить вывод VIN с источником стабильного напряжения величиной около 12 В. Пока напряжение VIN не превысит верхнее пороговое напряжение “ схема блокировки при понижении питания”, все функциональные блоки микросхемы находятся в выключенном состоянии, чтобы гарантировать правильное выполнение своих функций. Этот вывод должен соединяться непосредственно с выводом GND через конденсатором с низкими эквива-лентными последовательным сопротивлением и индуктивностью.

16

FREQ

Вывод установки частоты генератора. Резистор и конденсатор, подключенные от вывода FREQ к выводу GND, будут устанавливать частоту генератора согласно следующим соотношениям: .

Продолжение таблицы П15

Номер вывода

Условн.

обознач.

Назначение

17

SYNC

Вывод тактовых импульсов/ вход синхронизации. Когда этот вывод используется как выход, он обеспечивает ввод импульсов синхронизации. При одновременном использовании нескольких микро-схем вывод тактовых импульсов, а когда как вход, он UC3875, каждая со своим собственным внутренним генератором, они могут быть связаны вместе с помощью выводов SYNC и синхронизированы самым быстрым из генераторов этих микросхем. Также вывод SYNC может использоваться для синхронизации микросхемы внешней тактовой частотой (сигнал ТТЛ/КМОП уровня), если внешний сигнал имеет более высокую стабильность. Чтобы минимизировать ширину тактового импульса, к этому выводу может понадобиться подключить нагрузочный резистор.

18

SLOPE

Установка наклона пилообразного напряжения/ компенсация наклона пилообразного напряжения. Резистор, подключенный между этим выводом и VIN, будет устанавливать ток, который используется для генерации пилообразного напряжения. Подключение этого резистора к источнику входного напряжения (VSLOPE )постоянного тока обеспечивает обратную связь по напряжению.

19

RAMP

Вход пилообразного напряжения. Этот вывод является входом ШИМ – компаратора. Необходимо подключить конденсатор от вывода RAMP к GND. Наклон пилообразного напряжения на этом выводе: . Количество вешних компонентов в режиме работы с обратной связью по току становится минимальным, когда этот вывод обеспечивает компенсацию наклона пилообразного напряжения. Так как междуRAMP и ШИМ – компаратором существует напряжение смещения, равное 1,3В, выходное напряжение усилителя ошибки не может превышать эффективное значение пикового пилообразного напряжения, и фиксация длительности рабочего цикла легко достигается с соответствующими значениями RT и CT.

Продолжение таблицы П15

Номер вывода

Условн.

обознач.

Назначение

2

COMP

Вход усилителя ошибки. Усилитель ошибки пред-ставляет из себя часть схемы, полностью управ-ляемую напряжением обратной связи. Понижение уровня выходного напряжения усилителя ошибки ниже 1В вызывает нулевой фазовый сдвиг. Так как усилитель ошибки имеет относительно низкую нагрузочную способность, сигнал с его выхода может быть подавлен сигналом источника с достаточно низким импедансом.

3

E/A (–)

Инвертирующий вход усилителя ошибки. Этот вывод обычно соединяется с резистивным делителем напряжения, через который считывается уровень выходного напряжения источника питания.

4

E/A (+)

Неинвертирующий вход усилителя ошибки. Этот вывод обычно соединяется с источником опорного напряжения для сравнения с уровнем выходного напряжения источника питания, поступающим на вывод E/A (–).

6

S/S

Вывод для обеспечения функции “мягкого запуска”. Пока напряжение VIN не превысит пороговое напряжение “схемы блокировки при понижении питания”, на выводе S/S удерживается потенциал земли. Когда напряжение VIN достигает своего номинального значения (предполагается отсутствие аварийного режима), потенциал на выводе S/S подтянется до напряжения приблизительно 4,8В с помощью внутреннего источника тока равного 9мкА. При появлении сигнала ошибки от обратной связи по току (напряжение на выводе C/S+ превысило 2,5В), потенциал на выводе S/S будет опускаться до потенциала земли, а размах пилообразного нап-ряжения достигать 4,8В. Если сигнал ошибки появляется во время действия функции “мягкого запуска”, выходы будут немедленно выключены, и емкость на выводе S/S должна полностью зарядиться до переустановки триггера ошибки. При парал-лельном включении микросхем выводы S/S могут быть подключены к единственному конденсатору, но при этом зарядные токи будут складываться.

Продолжение таблицы П15

Номер вывода

Условн.

обознач.

Назначение

5

C/S+

Неинвертирующий вход токосчитывающего компа-ратора. К инвертирующему входу подведено опорное напряжении (отдельно от VREF), равное 2,5В. Как только напряжение на выводе C/S+ превысит 2,5В, устанавливается триггер ошибки, выходы переводятся в выключенное состояние и включается функция “мягкий запуск”. Выходы будут находиться в выключенном состоянии до тех пор, пока напряжение на выводе C/S+ не опустится ниже 2,5В. Процесс переключения на выходах, при нулевом фазовом сдвиге, может начаться прежде, чем напряжение на выводе S/S начнет повышаться. В этих условиях мощность в нагрузку не будет передаваться.

14

13

9

8

OUT A OUT B OUT C OUT D

Выходы A, B, C, D. Выходы микросхемы пред-ставляют из себя выходы квазикомплементарных формирователей, рассчитанные на ток до двух ампер, оптимизированные для работы на затворы MOSFET–транзистров и на преобразователи уровня. Выходы работают попарно с номинальным рабочим циклом 50%. Пара A–B будет предназначена, чтобы возбуждать одну половину внешнего мощного мостового каскада синхронно с тактовыми импуль-сами. Пара C–D будет возбуждать другую половину моста, переключаясь со сдвигом по отношению к A–B выходам.

15

7

DLY A/B

DLY C/D

Установка задержки включения выходов. Пользователь может программировать ток, текущий через эти выводы на землю (GND), устанавливая задержку включения для соответствующей пары выходов. Эта задержка вводится между выключением одного ключа и включением другого в том же самом плече моста, чтобы обеспечить “запрещенное время”, в течение которого происходит резонансный процесс переключения внешних мощных ключей. Пре-дусмотрена отдельная задержка для каждой половины моста, чтобы учесть различия зарядных токов в резонансном конденсаторе.

1

VREF

Конденсаторы емкостью 0,1мкФ с низкими экви-валентными последовательным сопротивлением и индуктивностью.

Приложение С