Fonte de alimentação do chip controlador PWM e gate drivers com tensão estabilizada. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Em muitos projetos práticos de amplificadores PN automotivos, o chip controlador PWM (por exemplo, TL494, SG3524, etc.) é alimentado diretamente da entrada REMOTE (consulte as descrições dos amplificadores MTX e Jensen PN) através de um diodo de proteção conectado diretamente. Se houver um gate driver externo (inversor, repetidor), o consumo de corrente do barramento REMOTE não excede 20 mA e, portanto, está dentro das capacidades de qualquer unidade principal. Quando o IC do controlador opera diretamente nas portas dos switches MIS, seu consumo médio de corrente aumenta para 50-80 mA (o limite térmico para um IC em um pacote DIP16 é 1 W a 45C). O que também dificilmente sobrecarregará a fonte do sinal REM. Então, por que inventar um estabilizador ou interruptor separado para alimentar o IC do controlador?

Mas por que. A porta de um transistor MOS é simplesmente uma capacitância não linear. Além disso, é não linear apenas até que o canal esteja completamente aberto (saturação), após o que pode ser considerado com segurança um simples capacitor. Dependendo da temperatura, um transistor MOS convencional começa a abrir em Uzi = 2-4V, a saturação - dependendo de T, Ic e Usi - ocorre em uma tensão da ordem de 5-10V. Por exemplo, para IRFI 1010N (um excelente interruptor de baixa resistência) a 25C, a corrente nominal máxima de 49A é alcançada a 6V, a 175C - a 6.5V no portão (a carga do portão é de cerca de 60 nC).

Se a tensão da porta continuar a aumentar, então... os limites de corrente e potência térmica definitivamente não mudarão. Mas um excesso de carga positiva aparecerá na porta - cerca de 6 nC por volt, e em +12V na porta atinge 100 nC.

Mas quando o transistor fecha, definitivamente não precisamos de carga excessiva. Afinal, até que aqueles 100-60 = 40 nC de carga “extra” fluam através do gate driver até o terra, o transistor ainda está totalmente aberto. Este é um atraso de desligamento desnecessário e uma carga extra no driver do portão (o que força você a instalar repetidores excessivamente potentes).

Vamos descobrir. A tensão on-board durante o funcionamento é de 14V. A saída remota é de 13V. Menos 0.6 V no diodo = fonte de alimentação de 12.4 V para o microcircuito. Se seus transistores de saída (Darlingtons) estiverem conectados por um seguidor de emissor, o pulso de saída atinge 11.0V. Um repetidor externo consumirá mais 1V. Total - 11V sem driver externo, 10V com um. Há um excesso.

O que fazer? Alimente todo o circuito de excitação (drivers IC +) a partir de um estabilizador linear, que fornece exatamente quantos volts de energia forem necessários. E você precisa de: 7V na porta + 0.7V no seguidor + 1.3V no transistor IC = 9V no total. E para que haja uma reserva - 10V.

Além disso, é aconselhável retirar a corrente de alimentação da bateria e ligar o estabilizador com corrente fraca do barramento Remoto. E para que haja menos detalhes desnecessários.

O LM2931, o análogo soviético do 1156EN5, é ideal para resolver o problema. Mas apenas em um pacote de transistor de 5 pinos! (existem opções com Uout fixo, com 3 saídas).

Este circuito foi especialmente projetado para aplicações automotivas. Recursos comparados aos estabilizadores convencionais de 3 pinos:

- Tensão de saída ajustável 1.2-36V, corrente de saída de até 100 mA.

- Queda de tensão na corrente de 100 mA - típica 300 mV, máxima 600 mV.

- Desconexão de carga em caso de inversão de energia e sobrecarga de energia de emergência (proteção de impulso -50...+60V, tensão DC -30...+36V).

- Disparo remoto com sinal lógico positivo (requer 1 transistor NPN externo, corrente de controle até 50 μA).

- O consumo de corrente não é superior a 1 mA

Esta é a aparência da inclusão típica mais simples:

A tensão de saída é definida pelo divisor R4/R5: U=1.2V * (R4+R5) / R4. O valor de R4 (1.2V da tensão de referência cai nele) é de até 51 kOhm, talvez menos. R3 - de 10 a 51 kOhm. Transistor - qualquer transistor de baixa potência com baixa corrente de coletor reversa.

O IC liga quando a tensão na entrada Adj (coletor Q1) cai abaixo de 2V. Os capacitores mostrados no diagrama fornecem estabilidade ao regulador e devem ser colocados diretamente próximos aos pinos do IC. A carga de pulso (controlador PWM, repetidores) deve ser desviada com capacitores cerâmicos locais.

O transistor de entrada pode ser substituído por um optoacoplador de transistor (com baixa corrente de fuga), com um resistor de lastro adequado no circuito primário - então a imunidade a ruídos na entrada de controle é garantida.

Literatura

1. "Microcircuitos para fontes de alimentação lineares", Dodeka, Moscou 1999

Publicação: klausmobile.narod.ru

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