Bez tytu³u-4 - Serwis Elektroniki

TOPSwitche-GX - opis funkcjonalny i typowe aplikacjeCzêstotliwoœæ autorestartów dla typowej wartoœci kondensatorabypass’u wynosi oko³o 1Hz.4.13. Zabezpieczenie termiczneZe skrótowych w³asnoœci TOPSwitchy-GX prezentowanychw p.1 wynika, ¿e uk³ad ten pracuje z du¿¹ histerez¹. Górny jejpróg wynosi (typowo) 140°C, a jej szerokoœæ 70°C. Dla realizacjitej funkcji zastosowano w strukturze TOPSwitcha-GX precyzyjnyobwód analogowy i rozwi¹zanie takie zabezpieczaprzed przegrzaniem p³ytkê zasilacza, nawet gdy zostanie onpozostawiony na d³ugi czas bez kontroli, a w miêdzyczasienast¹pi¹ dowolne warunki awaryjne. Po ich ust¹pieniu uk³adpodejmuje „sam” normaln¹ pracê. W czasie wy³¹czenia powodowanegozabezpieczeniem termicznym uk³ad przechodzido trybu histeretic mode podobnie, jak w stanie shutdown. Przebieginapiêcia na wyprowadzeniu control s¹ takie, jak zaprezentowanena rysunku 5.Montuj¹c radiator do TOPSwitcha w obudowie TO-220 nale¿ymieæ nastêpuj¹c¹ rzecz na uwadze: czêœæ metalowa obudowypo³¹czona jest elektrycznie z wyprowadzeniem Ÿród³a,nie nale¿y jednak radiatora elektrycznie ³¹czyæ z wyprowadzeniemS. Takie nieœwiadome po³¹czenie lub kontaktz mas¹ mo¿e byæ powodem fa³szywych sprzê¿eñ bêd¹cychwynikiem znacznych pr¹dów p³yn¹cych w obwodziedren-Ÿród³o MOSFET-a wykonawczego i problemów podobnychdo wczeœniej ju¿ sygnalizowanych.Montuj¹c TOPSwitcha w obudowie DIP-8 lub SMD-8 nale¿ystarannie pod³¹czyæ wszystkie nó¿ki „S”. S³u¿¹ one doodprowadzania ciep³a z uk³adu.4.14. Referencyjne Ÿród³o napiêcia odniesienia typubandgapWszystkie krytyczne napiêcia wewnêtrzne uk³adu TOP-Switch-GX pochodz¹ ze skompensowanego termicznie Ÿród³abandgap. W oparciu o to Ÿród³o wykonane s¹ te¿ stabilne iskompensowane Ÿród³a pr¹dowe dla takich celów jak: generacjaprzebiegów ustalaj¹cych czêstotliwoœæ pracy uk³adu, driverpr¹dowy steruj¹cy bramk¹ wykonawczego MOSFET-a,ograniczenie pr¹dowe oraz poziomy overvoltage i undervoltage.Dziêki temu zwi¹zane z tymi uk³adami parametry TOP-Switcha maj¹ ma³e rozrzuty i tolerancje temperaturowe.Pojêcie Ÿród³o napiêcia odniesienia typu bandgap, pojawiasiê w niemal ka¿dym artykule, czy te¿ dowolnym opisienowoczesnego uk³adu sterownika zasilacza, jak równie¿ przyopisie wielu innych uk³adów scalonych wymagaj¹cych stabilnegonapiêcia lub pr¹du referencyjnego. Nie ma w tym nicdziwnego, gdy¿ o wiêkszoœci parametrów uk³adu decyduj¹ parametryujemnego sprzê¿enia zwrotnego, a w nim parametryŸród³a napiêcia odniesienia i kilka elementów biernych. ParametryŸród³a referencyjnego, to przede wszystkim jego stabilnoœæ,rezystancja dynamiczna, wspó³czynnik cieplny oraz szumyw³asne.Wydaje siê zatem, ¿e po¿ytecznym rozszerzeniem niniejszegomateria³u bêdzie poœwiêcenie paru s³ów wyjaœnienia wtym temacie, ze szczególnym uwzglêdnieniem Ÿród³a typubandgap.Tradycyjne, od zarania elektroniki, napiêcia odniesienia,to Ÿród³a oparte na diodzie Zenera, a wiêc wykorzystanie zjawiskaprzebicia „zenerowskiego”, albo dok³adniej oparte nalawinowym powielaniu liczby noœników w z³¹czu spolaryzowanymw kierunku zaporowym. Tego typu Ÿród³a nie maj¹ogólnie mówi¹c z³ych parametrów, oprócz jednego: efektowipowielania lawinowego towarzysz¹ znaczne szumy. W strukturachuk³adów scalonych stosuje siê równie¿ Ÿród³a oparte nanapiêciu zwyk³ego z³¹cza krzemowego p-n. Diody wykorzystujesiê rzadko, ewentualnie tranzystory w po³¹czeniu diodowym.Generalnie stabilizacjê napiêciow¹ uzyskuje siê ze wzglêduna logarytmiczn¹ zale¿noœæ pomiêdzy napiêciem baza-emitertranzystora, a jego pr¹dem kolektora. Polaryzacjê z³¹czwykonuje siê w oparciu o przemyœlnie budowane Ÿród³a pr¹dowewraz z bardzo „fikuœnymi” metodami kompensacji temperaturowej.Nie rozwijaj¹c tego tematu, chcia³bym parê s³ów poœwiêciæpojêciu: „Ÿród³o typu bandgap”. S¹ to bardzo dok³adne istabilne Ÿród³a napiêcia odniesienia. Wykorzystuj¹ one napiêcieprzerwy energetycznej krzemu, ekstrapolowane do temperaturyzera bezwzglêdnego - st¹d ich nazwa. Napiêcie to jestrówne 1.208V, a stabilnoœæ ich wynosi oko³o 4ppm/°C. •ród³otakie ma niemal zerowy wspó³czynnik cieplny i bardzo dobrew³asnoœci szumowe (S/N oko³o 150dB/√Hz).Mimo to nikogo nie dziwi powszechna tendencja, ¿e jakkolwiekelement (czy urz¹dzenie, przyrz¹d) nie by³by dobry,czynione s¹ starania, aby go jeszcze poprawiæ. •ród³o napiêciatypu bandgap wykazuje z zasady p³ask¹ charakterystykê wfunkcji temperatury w okolicach 50°C. Jednak ta charakterystykaw szerszym zakresie jest paraboliczna. Buduje siê zatemtzw. kompensacjê ciepln¹ drugiego rzêdu, która sprowadza dozera nie tylko pierwsz¹ pochodn¹ funkcji temperaturowej, alei drug¹. T¹ metod¹ uzyskuje siê wspó³czynnik cieplny lepszyni¿ 1ppm/°C.4.15. Wysokonapiêciowe startowe Ÿród³o pr¹dowe•ród³o to pod³¹czone jest miêdzy wyprowadzenia dren icontrol. Z tego te¿ wzglêdu o jego istnieniu wspomniano ju¿ wpunktach opisuj¹cych te wyprowadzenia. •ród³o to s³u¿y do³adowania zewnêtrznego kondensatora bypassu w celu startuuk³adu i dziêki niemu nie s¹ potrzebne zewnêtrzne elementystartowe zasilacza. •ród³o to jest uaktywnione nie tylko podczasstartu ale i w trybie histeretic mode pracy TOPSwitcha, awiêc podczas autorestartu, w stanie zdalnego wy³¹czenia, wstanie shutdown i zabezpieczenia termicznego. Czêstotliwoœæw³¹czenia/wy³¹czenia jest zale¿na od wartoœci kondensatorazewnêtrznego (bypassu), a wspó³czynnik wype³nienia jest jednoznaczniewyznaczony stosunkiem pr¹dów tego Ÿród³a i pr¹dupobieranego przez uk³ady wewnêtrzne TOPSwitcha podczasprób startu, wynosi on oko³o 35%. W stanie „normalnej”pracy uk³adu zasilacza Ÿród³o to jest wy³¹czone (patrz prze-³¹cznik S1 na rysunku 4a). Parametry stabilnoœci tego Ÿród³anie s¹ imponuj¹ce, co w tym przypadku nie ma wiêkszego znaczenia.Wykazuje ono doœæ du¿¹ zale¿noœæ od napiêcia na wyprowadzeniuC, jak i stosunkowo du¿y dryft temperaturowy.Dla prac serwisowych mo¿e byæ istotne spostrze¿enie, ¿eefekt w³¹czenia/wy³¹czenia tego Ÿród³a jest obserwowanyna wyprowadzeniu dren, o ile z jakichkolwiek powodów awaryjnychnie jest obserwowany na wyprowadzeniu control.Ze wzglêdu na to, ¿e bardzo ma³y przebieg jest na³o¿ony nadu¿¹ sk³adow¹ sta³¹, nale¿y oscyloskop nastawiæ na wejœcie„zmienne” i du¿¹ czu³oœæ wejœcia Y.22 SERWIS ELEKTRONIKI 7/2002