Top221pn схема включения без трансформатора

Обновлено: 26.01.2025

Собрал схему на TOP221P и подал питание 19В.
На вторичной обмотке вышло 5.8В, хотя по замыслу должно быть около 10В для питания ТОПа.

Подал 30В и ТОП задымился.

Кто знает из-за чего так могло выйти ?

Последний раз редактировалось RoboTok 25 апр 2008, 17:04, всего редактировалось 1 раз.

$ilent » 23 апр 2008, 15:59

Как её собрал, знаешь только ты. $ilent

Master » 23 апр 2008, 16:49

Подал 30В и ТОП задымился.
Если деталь не поддается ударьте по ней, если она сломалась не переживайте все равно пришлось бы менять.

Victorovych » 23 апр 2008, 17:55

Максимальный коэфф. заполнения преобразователя 0.7, следовательно, (19/(54/24))*0.7=5.9
При тридцати вольтах пальнуть мог по двум причинам:
1) нет защитных цепочек от выброса напряжения на первичной обмотке,
2) работа без постоянной нагрузки.

Все это при условии что он обратноходовиком включен.

RoboTok » 23 апр 2008, 19:49

Щас купил TOP221Y.
А почему у меня не подымается больше 5.7В на вторичке?

Добавлено спустя 53 минуты 21 секунду:
Наверно из-за того, что уже максимальный ШИМ 70%.

Добавлено спустя 17 минут 14 секунд:
ТОП помер из-за того, что полярность у БП была другая

Последний раз редактировалось RoboTok 23 апр 2008, 19:49, всего редактировалось 1 раз.

Victorovych » 23 апр 2008, 19:49

Поставь все-таки защитную цепочку по первичке, посмотри в доку там нарисовано какую, а то опять пальнешь.
Еще раз внимательно поглядел на твою схему, дело в том что в усилителе ошибки пороговый уровень - 5.7 В, поэтому выше, при любом входном напряжении, выше ты не прыгнешь, ставь делитель по 4 входу напряжение на выходе будет 5.7 * коэфф. делителя. Опять таки посмотри доку. Век наш таков, что он гордится машинами, умеющими думать,
и побаивается людей, которые проявляют ту же способность.

RoboTok » 23 апр 2008, 23:33

Выяснил из-за чего напряжение всегда было 5.7В.
Это из-за компаратора, который старается это напряжение держать.
А питание я брал после резистора, а надо было после диода брать.

Сейчас смог повысить напряжение на выходе, но с нагрузкой напряжение сильно падает.
Например резистор 36Ом почти до нуля просаживает напряжение.

Вот и вопрос, из-за чего у меня может не держать нагрузку и не стабилизировать её ?

Добавлено спустя 1 час 58 минут 5 секунд:
Поигрался с обмотками и теперь в нагрузку 0.5 Вата выдаёт.
А нужно 10 Вт.

Добавлено спустя 46 минут 9 секунд:
Чуть схему переделал.

Victorovych » 24 апр 2008, 11:12

И не будет стабилизировать, у тебя обратная связь заведена не с выхода Век наш таков, что он гордится машинами, умеющими думать,
и побаивается людей, которые проявляют ту же способность.

RoboTok » 24 апр 2008, 15:49

Вообще я сделал пока без ОС.
Но нагрузку не держит всё равно.
А подстроечником я вручную настраиваю напряжение на выходе.

Victorovych » 24 апр 2008, 16:58

А почему принято решение что пр и таком включении он должен держать нагрузку?

RoboTok » 25 апр 2008, 00:17

А можно по точнее, что вы имели ввиду о включении?
Трансформатор ?

RoboTok » 25 апр 2008, 17:13

Вы наверно имели ввиду обмотки транса, но я просто их в схеме не правильно указал.
Вон схему которую я тестировал последний раз.
Хотелось бы советов по улучшению.

Нужно иметь на выходе 3.3В 2А и 15В 0.25А
То есть 10Вт стабилизатор должен выдавать с хорошим КПД.

Добавлено спустя 5 минут 49 секунд:
П.С.
На самом деле ключ при ШИМ 50% чуть тёплый, а греется диод сильно и транс т.к. обмотка вторичная тонким проводом намотана.

-= Александр =- » 28 апр 2008, 16:00

Ключ греться не должен. Видимо ты его не до конца или слишком медленно открываешь. Советую использовать драйвер или полумост на биполярниках.

Можешь еще вот это глянуть: viewtopic.php?f=2&t=3903 я извращался в протеусе. Щас собрано на макете, вроде работает. Но мерить КПД и налаживать пока нет времени.

Кстати, а ТОР разве будет на таком низком напряжении работать? У него по даташиту вроде надо от 40В и выше.

Ниндзя - круче всех. Они умеют ходить по воде, делить на ноль и угадывать шаффл в АйПоде.

RoboTok » 28 апр 2008, 18:53

Решил делать на готовых стабилизаторах высоковольтных LM2576, вход у них от 8 до 60В.
Минус только то, что работают на 52кГц и большие конденсаторы требует. Но всё же будет компактнее, чем делать самому.

Ключ грелся из-за медленного открывания-закрывания. В готовом устройстве поставлю драйвер.

Вторичку с центральным выводом делают в 2-тактной схеме, а у меня однотактная.
Конечно, обратные выбросы есть, но в схемах однотактных их гасят фильтрами. А морочится самому нету возможности т.к. даже осциллографа нету.

А схема ваша тока в Протеусе модель и ключ с кучкой резисторов, да ещё без просчёта. Если уш советовать кому так, что то рабочее хотя бы

ТОР работает с 16В и в ДШ написано также, но толку от него НОЛЬ. Мощности никакой на выходе, хотя если 10мА можно выдавить
На Сахаре есть схема, там написано, что 5Вт ТОР221 выдаёт по ней, но у меня он ничего не выдал

-= Александр =- » 28 апр 2008, 19:51

В протеусе я смотрел сможет ли AVR адекватно работать регулятором. До вылизывания аналоговой части руки так и не дошли.

А ТОПы - они больше под высокое напряжение заточены. Ток там небольшой, зато напряжение 300В держит на входе. Я тут взял парочку поиграться, как будет время - расскажу что из него выдавить удастся. Фигня конечно, но с такой стоимостью - самое оно.

Микросхемы маломощного высоковольтного импульсного преобразователя серии TNY2xx

Таблица 1.3. Микросхемы высоковольтного импульсного преобразователя серии TNY2xx

Максимальный

Сопротивление Частота

мощность, Вт,

ток стока, мА

при входном

напряжении, В

Выпускаются микросхемы в корпусе DIP (TNY2xxP), корпусе DIP для поверхностного монтажа (TNY2xxG), микросхема TNY256Y- в корпусе ТО-220-5, расположение выводов показано на рис. 1.28.

Рис. 1.28. Расположение выводов микросхем TNY2xx

Особенности микросхем семейства TinySwitch

Особенности микросхем семейства TinySwitch таковы:

• встроенный силовой транзистор, его максимально допустимое обратное напряжение 700 В;

• встроенные защита от перегрева и ограничитель выходного тока;

• малоинерционная цепь обратной связи, благодаря чему снижаются пульсации выходного напряжения.

Вдобавок ко всему вышеперечисленному в микросхемах семейства TinySwitch II:

• в схему питания микросхемы добавлен защитный стабилитрон, благодаря чему она стала более надежной.

Типовая схема включения микросхем всех семейств показана на рис. 1.29.

На рис. 1.30 представлена схема включения TNY254 в качестве преобразователя напряжения от телефонной линии, которую можно использовать и при решении других задач радиолюбителя.

Рис. 1.29. Типовая схема включения микросхем всех рассмотренных семейств

Особенности включения микросхем семейства TinySwitch

TOP221PN, ШИМ-контроллер Off-line PWM switch, 6-9Вт [DIP-8]

Технические параметры

Техническая документация

pdf, 175 КБ

pdf, 1530 КБ

pdf, 1483 КБ

Дополнительная информация

Сроки доставки

Доставка в регион Барнаул

1 ориентировочно, дата доставки зависит
от даты оплаты или подтверждения заказа

TOP223YN, ШИМ-контроллер Off-line PWM switch, 30-50Вт [TO-220]

Технические параметры

Техническая документация

pdf, 175 КБ

pdf, 1530 КБ

pdf, 1483 КБ

Дополнительная информация

Сроки доставки

Доставка в регион Барнаул

1 ориентировочно, дата доставки зависит
от даты оплаты или подтверждения заказа

Обратноход на TNY264pn

Началось все с того, что понадобился мне блок питания на 24 вольта, 10 ампер. Решил собрать его на SG3525 со всеми защитами, стабилизациями и тд. Но чем питать ШИМ-контроллер? Не резистором же (который раскаляется до бела). Можно конечно собрать конденсаторный блок питания (да, бывает и такое). Но это не безопасно. На пример при пробое конденсатора (а такое тоже бывает) у всей схемы могут возникнуть проблемы. Да и нету развязки с сетью. Можно так-же воткнуть железный трансформатор, но это его искать, и не всегда он есть. А вот решение то, что надо - это обратноходовый источник питания. Aricle1

О трансформаторе

Я для своего обратнохода выдрал транс из компьютерного блока питания. Это был трансформатор дежурки с зазором (0.2 мм примерно) с сердечником EE16. Все обмотки смотал, от клея все очистил. Значит по обмоткам:

1. 190-200 витков провода 0.12мм (я мотал виток к витку в 4 слоя)

2. 16-18 витков провода 0.3мм в один слой

Так-же сделал экран из никелевой ленты и вывел его на GND

Немного о схеме

Схема включения стандартная (по даташиту):

На плате могут быть иные номиналы (и это нормально).

Заключение

Схема работает стабильно. Никаких писков, свистов и т.д. - нету. Нагрузки держит до 0.5а. В моем варианте схема выдает 14.5 вольт.

Проверка Top222P

Подписчики 0

Геннадий, посмотри на героя Шейнина вне студии! Тут и Майкл есть!

1-й косяк - нашёл коротыш в С4, заменил на исправный - без результата Подбором цепочки R3 дошёл до 240К - стартует резво, регулировка худо-бедно работает, нагрузку держит слабо. Без нагрузки разгоняется до максималки в минимальном положении RP1

По Вашему математика - недостаточно доказательна? То есть 2х2=2, числа фибоначчи, производная, признак даламбера, фурье и прочий матан это все так, для отвода глаз?

Вот именно что были, одна банка с 100 мкФ превратилась в 400 ПФ, а все остальные получили ESR больше 100 ом)

Блок питания на TinySwitch

Для зарядника для шуруповерта потребовался блок питания 20-21В с выходным током 0.4А, причем в корпусе родного (дабы в родной кейс лез без проблем). Что ж, требованиям опять-таки больше всего удовлетворяет импульсник, так что вперед!

После изрядного количества экспериментов, в которых питальники грелись, пускали Хоттабыча либо не выдавали нужной мощности пришлось-таки почитать Семенова :) В результате определилась топология (флайбэк) и основа — микросхема из серии TinySwitch II фирмы Power Integrations (PI). Фирма специализируется на разработке и выпуске микросхем для всевозможных источников питания и делает весьма интересные вещички. Серия TinySwitch же представляет собой линию контроллеров сетевого источника питания по топологии флайбэк со встроенным высоковольтным MOSFET ключом.

Внимание!

Большая часть схемы находится под опасным для жизни напряжением!

Запрещается:

Лезть во включенное в сеть устройство руками, паяльником и прочими предметами.
Лезть в устройство ранее, чем через 5 минут после отключения от сети.
Пользоваться устройством без надежного изолирующего корпуса.
Питать от него устройства, не имеющие двойной изоляции, без использования УЗО.

Топология флайбэк

Флайбэк, или обратноходовый преобразователь — одна из топологий однотактных импульсных преобразователей, в которой фазы накопления и отдачи энергии трансформатором разделены во времени (энергия отдается трансформатором в нагрузку во время обратного хода, отсюда и название Fly Back).

Работает схема довольно просто.

В первой фазе — накопления энергии — транзистор открывается и в трансформаторе, как в дросселе, накапливается энергия (точнее, он дроссель и есть, но я буду называть его трансформатором). При этом ток линейно растет (ну, по крайней мере если сердечник не насытится, но это уже не рабочий режим, поэтому допускать его не следует), напряжение с вторичной обмотки приложено к диоду VD1 в обратном направлении и поэтому ток в выходной цепи поддерживается только конденсатором C_out. Приложенное к VD1 напряжение, кстати, равно U_out + W₂ * U_in / W₁, что следует учитывать при выборе диода.

Во второй фазе — передачи энергии — транзистор закрывается, ток через первичную обмотку прекращается и напряжение на W₂ меняет полярность. Диод открывается и трансформатор сбрасывает накопленную энергию в нагрузку. Вообще, по принципу работы флайбэк больше похож на step-up, чем на все остальные трансформаторные преобразователи (мост, полумост, прямоход, пуш-пул). Кроме того, так же, как и step-up, флайбэк может выдать на выходе напряжение, ограниченное только утечками, при отсутствии нагрузки. Именно поэтому неуправляемых флайбэков не бывает вообще, даже дешевые китайские зарядки на одном транзисторе имеют целых два кольца ОС. Выходное напряжение в фазе передачи трансформируется в первичную обмотку и прикладывается к транзистору, суммируясь с индуктивным выбросом от индуктивности рассеяния (это та часть накопленной энергии, которая не может быть сброшена через вторичную обмотку, т.к. накоплена в не связанном с ней магнитном поле), что приводит к необходимости включения специальной цепи ограничения напряжения на VT1, причем эта цепь должна стравливать только выброс от индуктивности рассеяния, но не трансформированное напряжение вторичной обмотки. Последнее, как правило, выбирается в районе 200В, так что на транзисторе при штатной работе напряжение 500-550В.

Принципиально ограниченная передаваемая мощность — поэтому режим КЗ большинству флайбэков не вреден. Кроме того, из-за этого свойства несложный флайбэк может использоваться как источник тока для зарядки NiCd/NiMH аккумов или питания мощных СИДов даже без обратной связи из вторичной цепи.
Простота схемы — при малых мощностях (до 50-200 Вт) флайбэки оказываются самыми дешевыми схемами. Да и заставить их работать тоже несложно.

Трансформатор работает в режиме дросселя — потому его габариты больше, чем в схемах с нормальным трансформатором. Кроме того, с повышением мощности режим ключевого транзистора становится все тяжелее. Поэтому на большие мощности флайбэки не делают — они становятся слишком большими и дорогими.
Трансформатор работает в режиме однополярных токов и потому требует введения зазора или сердечника из специального материала (микропорошковые и подобные, обычно кольца). Это не очень удобно для радиолюбителей, тем более что зазор нужно выдерживать достаточно точно, а его величина редко превышает доли миллиметра.

Описание микросхемы

В качестве основы блока выбрана микросхема TNY266PN. Она относится к серии TinySwitch II и выбрана по принципу «чтобы поддерживалась PI Expert 7, была в магазине и обеспечивала достаточную мощность». Первый пункт отметает все TinySwitch I (сцуко PI пиарит новые серии методом выпиливания поддержки старых из PI Expert, а найти старые версии оказалось не столь просто), второй отметает TNY265, которая вообще-то по третьему пункту проходила. Микросхемы в серии TinySwitch II отличаются только предельной мощностью нагрузки — она определяется токоограничителем внутри микросхемы.

Почти все необходимое — внутри, включая высоковольтный (700В) ключ.
Всевозможные встроенные защиты, заметно усложняющие сжигание микросхемы экспериментами.
Отсутствие необходимости в обмотке питания МС.

В принципе, можно покурить даташит и посчитать схему самому. Но проще воспользоваться PI Expert'ом, тем более мои познания на тот момент были недостаточны для ручного расчета.

Расчет схемы в PI Expert

Прежде всего определимся с трансформатором. Дело в том, что его обычно приходится откуда-то выдергивать, а не покупать тот, что программа посчитает нужным. Я выбрал сердечник EE19, на котором был намотан дроссель в ЭПРА от КЛЛ на ватт 20 чтоли.

Далее определимся с микросхемой. Можно покурить даташит и выбрать там подходящую по мощности МС, можно запустить встроенный в программу Product Selector Guide. Первый путь (в сочетании с прайсом Промэлектроники) определил выбор как TNY266PN. Так что тыкаем New и начинаем отвечать на вопросы визарда.

Прежде всего выберем семейство микросхем TinySwitch-II:

На второй страничке в общем-то ничего интересного — там предлагается выбрать параметры входного напряжения. К нашим реалиям больше всего подходит «AC Defaults -> Single 230V».

А вот на следущей страничке нужно указать параметры выходных напряжений и режим стабилизации — CV (стабилизация напряжения) или CV/CC (стабилизация напряжения с ограничением тока, для зарядников).

На следущей страничке — параметры проекта. Здесь надо поставить галочки SI-Units (чтобы оно выдавало результаты в системе СИ, а не всяких там дюймах) и Show Settings for New Design (здесь можно уточнить задание для программы). При желании можно отметить Use Shield Windings, это уменьшит помехи, но усложнит конструкцию трансформатора.

Появится окошко настроек оптимизации. Здесь можно настроить некоторые фильтры, ограничивающие выбор вариантов, которые проверит программа в поисках наиболее оптимального. Основное — лишить ее выбора в плане сердечника. Еще можно указать пределы по количеству витков в основной выходной обмотке.

После этого программа немного подумает и выдаст табличку наиболее удачных результатов. Выбираем какой понравится и жмем ОК.

Вот теперь мы возвращаемся в основное окно программы и видим нечто вроде этого.

Однако, микросхему программа выбрала не ту, да и некоторые другие детали тоже не устраивают. Так что прежде всего идем в PI Device -> PI Device Selection и меняем на TNY266. Теперь нужно повторить оптимизацию проекта. Для этого жмем Start Optimization на тулбаре или в меню Active Design. В результате транс поменялся на 83/17 витков. Это уже чуть проще намотать.

После этого можно последовательно пройтись по пунктам в дереве слева и поменять некоторые значения.

В разделе Specifications и Design врядли придется что-то менять, там данные, скормленные мастеру. Разве что Stacking — оно определяет, будут ли использоваться обмотки с отводами (Stacking) или независимые (Floating).

В Input Stage можно поменять детальки на те, что есть. Например, отказаться от двухступенчатого фильтра и поставить конденсатор на 10 мкФ, вместо предложенного на 6.8, потому как есть в загашнике.

Два раздела после PI Device позволяют поиграться с ручной оптимизацией трансформатора. Пока пропустим.

Output Stage чуть интересней. Тут выбран диод MUR115 — обычный кремниевый диод. А хотелось бы шоттки. Если потыкаться с выбором диода, то выяснится, что нужен он аж на 100В. Изначально там такого не было, но изучение прайса Промэлектроники выдало диод 11DQ10 (1.1A, 100V). Добавляем его в библиотеку (об этом чуть позже) и указываем программе. Теперь сообщает, что Design Passed (т.е. не содержит ошибок), но появилось замечание о малом запасе по напряжению диода.

Далее. Мне так и не удалось заставить PI Expert сгенерировать те же результаты, что и в прошлый раз, когда я собственно источник и расчитывал. Поэтому схема отличается от посчитанного. К тому же, там PI Expert не имеет претензий к выбранному диоду, а транс имеет 85/13 витков.

Теперь, имея результаты расчета, можно погулять по вкладкам, посмотреть расчитанные значения и нарисовать полную схему.

Окончательная схема

Появился предохранитель. Абсолютно необходимая вещь для всех сетевых источников.
Резистор UVLO разделен на 2. Это сделано из соображений снижения напряжения на нем.
Добавился конденсатор C3. Точно не знаю, зачем он нужен, но вроде уменьшает помехи и препятствует возникновению большого напряжения между обмотками, которое может пробить трансформатор. Должен быть класса Y1. Не знаю, правда, какие это параметры, поэтому заменил обычной высоковольтной керамикой на 3 кВ.

Трансформатор

Изготовление трансформатора — одна из самых важных частей работы. От этого зависит безопасность блока и будет ли он вообще работать.

Итак, прежде всего безопасность. Поскольку намотать с предлагаемыми PI Expert'ом отступами возможности нет — вторичку следует мотать если и не рекомендуемым TIW (Triple Insulated Wire — провод в тройной изоляции, двухслойная лаковая плюс ПВХ), то хотя бы просто изолированным проводом, между обмотками проложить изоляцию (2-3 слоя толстой ленты ФУМ), озаботиться изоляцией выводов первички от витков вторички. Нелишне пропитать обмотки лаком — это не только обеспечит дополнительную изоляцию, но и будет препятствовать писку трансформатора (частота включения/выключения генерации, за счет чего стабилизируется выходное напряжение, часто оказывается в слышимом диапазоне). Снаружи вторичную обмотку тоже следует обмотать ФУМ или изолентой.

Следущий вопрос — зазор. Его нужно выдерживать с достаточной точностью. Можно, конечно, взять микрометр и попытаться подобрать прокладку толщиной 0.127/2 мм (0.063 мм, ага), но это довольно сложно. Лучше подбирать зазор контролируя индуктивность первички L-метром. Можно подбирать прокладку, можно немного сточить центральный керн одной из половинок на мелкой наждачке. Я делал по второму варианту. Он, правда, необратим, так что если БП внезапно станет не нужен и отправится в разборку — убрать зазор из сердечника уже будет нельзя.

После подгона зазора сердечник склеивается (лучше суперклеем, он хорошо выгорает при температуре жала паяльника, что облегчает разборку трансформатора, если что), обматывается изолентой и заливается лаком, чтоб не болтался.

Настройка

Не требуется. Разве что подобрать стабилитрон для получения нужного напряжения на выходе.

Печатка

Не дам. Она сильно неоптимальная и вообще выполнена в ворде(!) и нарисована маркером. А вот вопросам трассировки в даташите уделен целый раздел.

Девайс в сборе

Россыпь деталюшек. Оптопара SMD. Это я зря. У нее пины расположены с точностью до наоборот по сравнению с тем, как надо. В результате — две перемычки. Расположена она как раз между ними.

Семейство микросхем TOPSwitch-GX. Состав, особенности, корпуса, схемы включения, применение

К микросхемам ШИМ-контроллеров фирмы Power Integrations Inc. для импульсных источников (блоков) питания мы обращались неоднократно. Была публикация и по микросхемам семейства TOPSwitch-GX [1], но т.к. эти микросхемы находят все большее распространение в отечественных разработках, то мы решили представить на суд читателя еще одну статью на эту тему.

TOPSwitch-GX — это наиболее функционально развитое семейство микросхем фирмы Power Integrations для применения в импульсных источниках питания различного назначения мощностью до 290 Вт. Микросхемы семейства TOPSwitch-GX получены как результат модернизации микросхем ранее разработанных семейств TOPSwitch, TOPSwitch-ll и TOPSwitch-FX. Они имеют повышенную мощность, улучшенные характеристики и защиту. Семейство состоит из девяти микросхем: ТОР242. ТОР250. Поскольку эти микросхемы изготавливаются в пяти разных корпусах, то всего их входит в семейство TOPSwitch-GX тридцать пять разновидностей. Тип корпуса обозначается буквой (суффиксом) в конце маркировки каждой микросхемы (рис. 2).
К главным особенностям микросхем семейства TOPSwitch-GX можно отнести:

- "мягкий" запуск (soft-start), ограничивающий пиковые значения напряжения и тока при включении, тем самым, защищая детали преобразователя импульсного БП и питающегося от него устройства (нагрузки);

- возможность работы в дежурном режиме (Standby) с малым током потребления;

- защиту от перегрузки, как при увеличении, так и при уменьшении напряжения сети с внешней установкой порогов срабатывания этой защиты;

- температурную защиту с гистерезисом;

- функцию ограничения тока с внешней установкой порога ограничения;

- возможность внешней установки частоты генерации 132 или 66 кГц только для микросхем со входом F);

- возможность дистанционного включения-выключения;

- возможность синхронизации ИБП внешним сигналом;

- очень низкое потребление на холостом ходу и в дежурном (Standby) режиме, что является результатом применения патентованной фирменной технологии EcoSmart;

- периодическое отклонение (jitter — "дрожание") частоты генератора микросхемы, что обеспечивает уменьшение электромагнитных помех (EMI) и упрощает их фильтрацию.

*) В числителе указана номинальная мощность преобразователя импульсного блока питания в закрытом
корпусе без вентиляции, а в знаменателе — максимальная мощность этого преобразователя в безкорпусном варианте при температуре окружающей среды 50°С.

Основные параметры микросхем TOPSwitch-GX приведены в табл. 1.
Микросхемы семейства TOPSwitch-GX содержат выходной ключ на высоковольтном (700 В) МДП-транзисторе и схему управления, в состав которой входят следующие основные узлы:

генератор, вырабатывающий тактовые и управляющие импульсы на частотах 66 или 132 кГц;

узел источника питания 5,8 В;

схемы внутренней логики и ШИМ;

схему ограничения тока;

схему защиты от перегрузки, как при увеличении, так и при уменьшении напряжения сети.

Рисунок 1. Функциональная схема микросхем TOP242P(G). TOP246P(G)

Рассмотрим микросхемы ТОР242Р. ТОР246Р, которые изготавливаются в корпусах DIP-8B и TOP242G. TOP246G, которые изготавливаются в корпусах SMD-8B. Функциональная схема этих микросхем показана на рис. 1. Указанные микросхемы имеют четыре активных вывода: D (DRAIN), S (SOURCE), С (CONTROL) и М (MULTI-FUNCTION).
Расположение выводов микросхем ТОР242. ТОР246 с суффиксами Р и G показано на рис. 2а.

Рисунок 2. Расположение выводов микросхем семейства TOPSwitch-GX:
а) в корпусах DIP-8B и SMD-8B;
б) в корпусе ТО-220-7С;
в) в корпусах ТО-263-7С и ТО-262-7С

Микросхемы ТОР242. ТОР250 изготавливаются также в корпусах ТО-220-7С (в конце названия микросхемы стоит суффикс Y, рис. 26), ТО-263-7С (суффикс R, рис 2в) и ТО-262-7С (суффикс F, рис. 2в). Они имеют 6 активных выводов. Это известные нам D (DRAIN), S (SOURCE), С (CONTROL), а также выводы L (LINE-SENSE), X (EXTERNAL CURRENT LIMIT) и F (FREQUENCY).
Вместо вывода М в этих микросхемах могут использоваться выводы L и X. Назначение выводов микросхем семейства TOPSwitch-GX в разных корпусах сведено в табл. 2.

Наименование вывода Назначение вывода Выводы
для
корпусов
DIP-8B и
SMD-8B*

Выводы
для
корпусов
ТО-220-7С,
ТО-263-7С и
ТО-262-7С**

Если выводы F, X и L подсоединить на корпус, то микросхема семейства TOPSwitch-GX будет работать в трех-выводном режиме, как микросхема более ранних серий. Правда, при этом сохраняется режим "мягкого возбуждения".
Опыт работы с микросхемами TOPSwitch-GX говорит об их высочайшей надежности. Они почти не греются, а вывести их из строя можно, разве что, принудительно замкнув один из выводов С, L или М на вывод стока высоковольтного выходного полевого транзистора D. Кстати, для того, чтобы это происходило как можно реже, в микросхемах отсутствует ближайший к стоку (D) вывод (рис. 2). Это увеличивает свободное пространство вокруг высоковольтного вывода (D) и уменьшает вероятность разряда ("прострела") между выводами микросхемы.
На микросхемах могут быть собраны как импульсные источники питания, рассчитанные только на сеть переменного тока 230 или 115 В, так и универсальные (Universal Input), которые работоспособны при напряжении в диапазоне от 85 до 265 В.

Рисунок 3. Принципиальная схема зарядного устройства для кислотных аккумуляторов на микросхеме
ТОР244Р (нажмите для увеличения и открытия в новом окне)

Рассмотрим в качестве примера принципиальную схему зарядного устройства для свинцовых кислотных аккумуляторов аварийного освещения на микросхеме ТОР244Р (Design Idea DI-12). Устройство работает от сети переменного тока напряжением 85. 265 В и выдает внагрузку мощность 16 Вт. Выходное выпрямленное напряжение — 13,55 В. КПД — 75%. Это устройство стабилизирует напряжение, ограничивая ток заряда аккумулятора (порог 1,2 А), и обеспечивает защиту от перегрузки при уменьшении или увеличении напряжения сети, а также обеспечивает температурную компенсацию выходного напряжения. Схема зарядного устройства изображена на рис. 3. На его входе установлены предохранитель F1, сетевой фильтр помехозащиты L1, С6 и диодный мост. Конденсатор С1 — это конденсатор сглаживающего фильтра сетевого выпрямителя. U1 — микросхема ТОР244Р. U2 — оптопара (оптрон) РС817А, обеспечивающая гальваническую развязку в цепи управляющей обратной связи. Импульсный диод D1 и встречно-последовательно включенный с ним супрессор VR1 ограничивают размах импульсов ЭДС в первичной обмотке импульсного трансформатора, защищая от перегрузок выходной МДП-транзистор микросхемы. R13 — задает пределы срабатывания защиты по напряжению. С4, R10, С5 — фильтр напряжения управления. D2 — диод вторичного импульсного выпрямителя. С2, L2, СЗ — сглаживающий фильтр вторичного импульсного выпрямителя. Оптопарой, а значит, и микросхемой U1 управляют два устройства. Во-первых, это каскад стабилизации (регулируемый стабилитрон) U3 TL431, а во-вторых, — каскад ограничения тока на транзисторе Ql 2N4401. Режим U3, а следовательно, и выходное напряжение схемы задаются делителем на резисторах R7, R8, R9 и терморезисторе RT1 (Philips 2322-640-54472). Именно терморезистор RT1 обеспечивает температурную компенсацию выходного напряжения устройства. Зависимость напряжения на одной из заряжаемых ячеек аккумулятора от температуры показана на рис. 4.

Рисунок 4. Зависимость напряжения на заряжаемой ячейке аккумулятора от температуры

Рисунок 5. Выходная вольт-амперная характеристика устройства
(зависимость выходного напряжения от тока]

Для прекращения зарядки и обеспечения обслуживания (проверки) аккумулятора используется режим "Монитор", который включается подачей напряжения +5 В на вход MON. Это напряжение через ограничивающий резистор R12 открывает транзистор Q2 2N4401, что приводит к отпиранию U3 TL431 и, в конечном итоге, к уменьшению выходного напряжения устройства приблизительно до 8 В. Резистор R6 задает коэффициент усиления цепи управления стабилизацией выходного напряжения.

Ток заряда аккумулятора (выходной ток устройства) протекает через резистор R3, который используется как датчик тока. Когда ток заряда аккумулятора менее 1,2 А, падение напряжения, создаваемое этим током на R3, менее 0,6 В. Транзистор Q1 заперт. Когда ток заряда будет близок к пороговому значению, напряжение на R3 станет больше 0,6 В и транзистор Q1 откроется током базы через ограничивающий резистор R4. Это приведет к тому, что ток через излучающий диод оптопары увеличится, транзистор оптопары откроется сильнее, напряжение на входе С микросхемы U1 увеличится, что приведет в итоге к уменьшению напряжения на выходе вторичного выпрямителя (на катоде диода D2) (рис. 5), о следовательно, и к ограничению выходного тока устройства. Поро-срабатывания схемы ограничения тока заряда аккумулятора можно изменять величиной сопротивления резистора R3, которое рассчитывается по формуле: R3 = 0,6/I_LIMIT, где I_LIMIT - пороговое значение тока заряда.

Конструкция обмоток:
Первичная (выводы 2-1)

В устройстве можно использовать импульсный трансформатор, конструктивные особенности и параметры которого представлены в табл. 3. Обмотки в катушке этого трансформатора укладываются виток к витку одна над другой в последовательности: первичная обмотка, обмотка смещения, вторичная обмотка. Между обмотками прокладывается один, и если позволяет размер окна сердечника, несколько слоев изоляции.
В таблицу 4 сведены основные параметры этого проекта (DI-12).

СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА автор И. Безвеохний

Подробную информацию о семействе микросхем TOPSwitch-GX и их применении можно найти на сайте фирмы Power Integrations [2]. Собственно ТО (Data Sheet) в виде файла в формате PDF (top242-top250.pdf) можно скачать у нас по ссылке.

Так же у нас можно скачать разработанные фирмой PI проекты, которые названы Design Idea (Идея проекта).

TOP223

Данные микросхемы - преобразователий для создания малогабаритных импульсных сетевых источников питания появились несколько лет назад, и уже полюбились многим разработчикам радиоэлектронной аппаратуры за свою простоту, надёжность и невысокую цену.

Давайте рассмотрим эту микросхему подробнее. TOP223, а также остальные микросхемы этого семейства TOP221 - TOP227, представляют собой генератор для преобразователя с высоким КПД - до 90%, встроенным автозапуском и ограничителем тока. Имеется так-же термозащита и система слежения за выходным напряжением.

Если есть возможность, можно достать готовый трансформатор, специально разработанный для применения в импульсных блоках питания на основе микросхем преобразователей напряжения серии TOP и TNY.

Трансф. TOP Uвых.ном.,В Iвых.ном,А
PNY-05015 TNY255 3.5..11.2 1.8..0.5
PNY-07006 TNY254 3.1..16.7 0.7..0.2
PNY-24004 TNY255 7.5..26.9 0.925..0.30
POL-05006 TOP210 5.0 0.60
POL-05010 TOP200 5.0 1.00
POL-05012 TOP200 5.0 1.20
POL-05020 TOP223 5.0 2.00
POL-05030 TOP202 5.0 3.00
POL-07003 TOP209P 7.5 0.26
POL-07020 TOP202 7.5 2.00
POL-07050 TOP226 7.0 5.00
POL-12012 TOP202 12.0 1.20
POL-12017 TOP224P 12.0 1.70
POL-12208 TOP223 2x12 0.50/0.30
POL-12216 TOP224 2x12 0.80/0.80
POL-15020 TOP226 15.0 2.00
POL-15073 TOP204 15.0 6.33
POL-15204 TOP200 2x15 0.20/0.20
POL-24013 TOP226 24.0 1.30
POL-24208 TOP226 2x24.0 2x0.80
POL-24219 TOP227 2x24.0 2x1.875
POL-28022 TOP204 28.0 2.20
POL-30030 TOP227Y 30.0 3.00
POL-40020 TOP227Y 40.0 2.00
POL-45012 TOP204 45.0 1.20
POL-97505 TOP221 9.75 0.50
TSD-1003 TOP210 15.0 0.20
TSD-1017 TOP210 5.15 0.02/0.10
TSD-1024 TOP223P 7.5.15 1.0/0.25
TSD-1035 TOP221 17.0 0.20
TSD-1043 TOP204 24.0 1.30
TSD-1055 TOP210 15..18 0.30..0.35
TSD-1056 TOP227Y 9.9.5 3.50/0.25
TSD-1135 TOP209 5.15 0.05/0.12
TSD-1144 TOP223 6/-38/-60 1.2/0.30/0.050
TSD-1160 TOP225 5/±12 6/+1.0/-0.10
TSD-1201 TOP225 5/±9 6/+1.3/-0.13
TSD-1347 TOP224 6.9/24/-15 0.3/0.6/0.2
TSD-1385 TOP204 15/15/5 0.2/0.2/1
TSD-1395 TOP224Y 24.0/5.0 1.0/3.0
TSD-737 TOP223 15.0 1.00
TSD-777 TOP104 12.0 5.00
TSD-778 TOP201 2x5.0 1.20/0.80
TSD-779 TOP202 5.33 1.0/0.50
TSD-815 TOP201 5.15 1.0/1.0
TSD-816 TOP210 5.0 0.60
TSD-825 TOP221P 12.0 0.30
TSD-858 TOP210 5.24 0.30/0.08
TSD-860 TOP202 ±15/6.9 ±0.60/0.30
TSD-873 TOP210 17.0 0.10
TSD-876 TOP210 5.12 0.10/0.20
TSD-877 TOP204 2x5/15 2.5/0.10
TSD-880 TOP204 9.24 3.0/0.60
TSD-893 TOP201 5/30/±12 1.0/0.05/2x0.25
TSD-924 TOP202 22.0 0.70
TSD-935 TOP200 12.0 0.50
TSD-937 TOP204 5/±8 3.0/±1.0
TSD-940 TOP210 6.5 0.80
TSD-946 TOP210 14.0 0.20
TSD-968 TOP202 2x18 0.40/0.40
TSD-990 TOP222P 12.0 0.67

Вопросы и обсуждение блоков питания на ФОРУМЕ

Читайте также: