Supertex MOSFET Napěťové stabilizátory Budiče LED Vícekanálové budiče pro velké napětí Budiče elektroluminisenčních svítidel Ultrazvukové IO Speciální IO
Supertex MOSFET Typy MOSFET s vodivým kanálem Normálně vodivý Pro vypnutí je nutné záporné napětí V GS Kladné napětí VGS zvýší vodivost Značení: DNxxxx, LNDxxxx Podrobněji dále MOSFET s indukovaným kanálem N Normálně nevodivý Kladní napětí V výrazně zvýší vodivost (zapne) GS Značení: TNxxxx, VNxxxx Pro napětí od 30V to 1200V
Supertex MOSFET Typy MOSFET s indukovaným kanálem P Normálně nevodivé Značení: TPxxxx, VPxxxx Pro napětí od -16V do -500V Komplementární pár MOSFET s ind. kanálem Pár s kanálem P a N jednom pouzdře Značení: TCxxxx Pro napětí od 150V do 500V Dvojice MOSFET s ind. kanálem N Značení: TDxxxx
S vodivým kanálem anglicky: Depletion mode Kanál je vodivý Konstrukce s N kanálem Pro sepnutí tranzistoru není třeba řídící napětí vůči S Kanál má záporný náboj Gate je oddělený vrstvou oxidu křemíku Pro uzavření potřebuje záporné napětí vůči S
S vodivým kanálem Použití: přepěťová ochrana Požadavek na odolnost zemědělského zařízení Odolnost proti přechodovému ději o špičkovém napětí 106V ze zdroje 35A po dobu stovek milisekund. Konvenční ochrana svede napětí a většinu energie přemění v teplo. Pro tento případ je třeba velkých rozměrů. Proud 35A pravděpodobně zničí plošný spoj. Pojistka odpojí měřící obvod DN3525N8 nabízí elegantní řešení. Není třeba energii přechodového jevu spotřebovat. Důležité vlastnosti: Napětí: 250V Pouzdro: SOT-89 Vodivý kanál Odpor při UGS=0V 6 MOSFET pro napětí 250V zvládne přepětí 106V. Normální provoz: Při odporu 6 RDS(ON) bude úbytek maximálně 1,1V a ztrátový výkon 0,2W. Nahrazení tranzistoru odporem 6 a použití varistoru. Při přechodovém jevu by odporem tekl proud 14A
S vodivým kanálem Použití: dočasné napájení DN3145N8 je použit pro start napájení malého Důležité vlastnosti: spínaného zdroje. Po náběhu VAUX se sám vypne. Napětí 450V Pouzdro SOT-89 Potřebný proud 5 až 10mA
S vodivým kanálem Použití: omezovač proudu DN3535N8 je použit jako proudový omezovač (ochrana) pro nízkonapěťový měřící vstup Externí rezistor slouží k nastavení maximální hodnoty proudu. Vlastnosti: Napětí: 350V RDS(ON): 10 Ω Pouzdro: SOT-89 Vodivý kanál Malá kapacita
S vodivým kanálem anglicky: Depletion mode IDSS @ VGS = 0V VDSX RDS(ON) VGS(OFF) VGS(OFF) Min (V) Max (Ω) Min (V) Max (V) Min (ma) Max (ma) DN1509 90 6-1.8-3.5 300 - SOT-23 SOT-89 DN2450 500 10-1.5-3.5 700 - TO-252 SOT-89 DN2470 700 42-1.5-3.5 500 (Typ.) - TO-252 DN2530 300 12-1.0-3.5 200 - TO-92 SOT-89 DN2535 350 25-1.5-3.5 150 - TO-92 TO-220 DN2540 400 25-1.5-3.5 150 - TO-92 TO-220 SOT-89 DN2625 250 3.5-1.5-2.1 3300 - TO-252 DN3135 350 35-1.5-3.5 180 - SOT-23 SOT-89 DN3145 450 60-1.5-3.5 120 - SOT-89 DN3525 250 6-1.5-3.5 300 - SOT-89 DN3535 350 10-1.5-3.5 200 - SOT-89 DN3545 450 20-1.5-3.5 200 - TO-92 SOT-89 DN3765 650 8-1.5-3.5 200 - TO-252 LND01 9 1.4-0.8-3.0 300 - SOT-23 LND150 500 100-1.0-3.0 1 3 SOT-23 TO-92 Značení Pouzdro
S vodivým kanálem Aplikační poznámky Označení Název AN-D30 Off-Line 5.0V Output Non-Isolated Linear Regulator AN-D10 Off-Line Compact Universal Linear Regulator AN-D11 ±500 Volt Protection Circuit AN-D12 High Voltage Ramp Generator AN-D16 High Voltage Regulators and Linear Circuits using LND1 AN-D17 High Voltage Off-Line Linear Regulator AN-D25 Efficient Switch-mode Power Supply Start-Up Circuit AN-D27 DMOS Devices For Telecommunications Uvedené příklady lze již nalézt na www.microchip.com
Supertex MOSFET Napěťové stabilizátory Budiče LED Vícekanálové budiče pro velké napětí Budiče elektroluminisenčních svítidel Ultrazvukové IO Speciální IO
Vysokonapěťové stabilizátory napětí Lineární Regulace se zátěží (%/ma) (Typ.) Max (V) Výstupní napětí (V) Max (ma) Přesnost regulace (%/V) (Typ.) 12 450 1.2-440 10 0.003 0.15 LR12 12 100 1.2-88 50 0.003 0.06 LR645 15 450 10 3 0.0001 0.5 LR745 25 450 20 2 0.0001 0.5 +VIN +VIN Min (V) LR8 Značení IOUT Pouzdra Poznámka TO-252, TO-92, SOT-89 TO-252, 8-Lead SOIC, TO-92 TO-220, 8-Lead SOIC, TO-92, SOT-89 TO-92, SOT-89 Posílit až na 150mA Pouze start-up Bezindukční spínané Pevné VOUT (V) IOUT (V AC) Nastavitelné VOUT (V) SR086 80-285 9.0-50 3.3 100 0.025 SR087 80-285 9.0-50 5 100 0.017 SR10 80-285 6.0-28 6.0, 12, 24 60 - Značení VIN (ma) Regulace se zátěží Pouzdra (%/ma) 8-Lead SOIC w/ Heat Slug 8-Lead SOIC w/ Heat Slug 8-Lead SOIC
Lineární Příklad: LED na 230V AC Lineární stabilizátor lze snadno zapojit jako zdroj proudu, například pro LED
Lineární Příklad: napájení MCU Pro aplikace s malým příkonem, které potřebují relativně stabilní napětí jako například mikrořadiče.
Lineární Příklad: Start spínan. zdroje
SR086 / SR087 Vlastnosti Použití Vysoká účinnost bez cívek Bílá elektronika Není třeba kondenzátor pro velké napětí Domácí elektronika Nastavitelný výstup 9 50V Řízení osvětlení Integrovaný regulátor 3,3V (SR086) Jističe a ochrany 5V (SR087) Udržovací zdroje Součet výstupních proudů do 100mA Stejné zapojení pro 120 až 230 V AC Vestavěný softstart Spotřeba menší než 200mW ve standby režimu
SR086 / SR087 Princip
SR10 Vlastnosti Vysoká účinnost 75% při 20mA Nastavitelný výstup 6, 12, 24 nebo 6 28V Výstupní proud do 50mA Obdobné zapojení pro 120 a 240 V AC liší se velikost Cs Ochrana proti zkratu (dána principem) Bez cívek Spotřeba menší než 20mW ve standby režimu Použití Bílá elektronika Domácí elektronika Řízení osvětlení Měřící přístroje Udržovací zdroje Více v dokumentu AN-H65
SR10 Princip Paralelní regulátor se skládá ze dvou částí: 1) Z paralelního regulátoru (the shunt) 2) Ze sériové části, která zvyšuje impedanci zdroje a tím omezuje proud Lze k čipu SR10 připojit jen jednocestný usměrňovač, který je levnější o 3 diody, ale pro stejný proud IOUT vyžaduje 2x vyšší kapacitu CS. Vyšší účinnosti je dosaženo odstraněním trvalé výkonové ztráty na Zenerově diodě. Největší úspory se dosahuje u zátěží, které mění svoji spotřebu.
SR10
Supertex MOSFET Napěťové stabilizátory Budiče LED Vícekanálové budiče pro velké napětí Budiče elektroluminisenčních svítidel Ultrazvukové IO Speciální IO
Budiče LED Lineární zdroje proudu Sekvenční lineární budiče LED Pro přímé napájení ze sítě Pro všeobecné použití Pro podsvětlení Automobilové
Lineární zdroje proudu VIN (V) VOUT (V) N * IOUT ( * ma) Řízení jasu Paralelní propojení Pouzdra Další vlastnosti CL2 5.0 90 5.0 90 1 * 20 Externí FET Ano TO-252 TO-92 SOT-89 --- CL25 5.0 90 5.0 90 1 * 25 Externí FET Ano TO-92 SOT-89 --- CL220 5.0 220 5.0 220 1 * 20 Externí FET Ano TO-252 TO-220 --- CL320 6.5 90 4.0 90 3 * 20 PWM Ano SOIC-8 w/heat Slug CL325 6.5 90 4.0 90 3 * 25 PWM Ano CL330 6.5 90 4.0 90 3 * 30 PWM Ano CL520 4.75 90 1.0 90 1 * 20 - CL525 4.75 90 1.0 90 1 * 25 CL6 6.5 90 4.0 90 CL7 6.5 90 4.0 90 Označení SOIC-8 w/heat Slug SOIC-8 w/heat Slug Samostatně řízené kanály Samostatně řízené kanály Samostatně řízené kanály Ano TO-252 TO-92-3 Malý úbytek - Ano TO-252 TO-92-3 Malý úbytek 100 - Ano TO-252 TO-220 Ochrany přepólování a přepětí 100 PWM Ano SOIC-8 w/heat Slug Ochrany přepólování a přepětí
Lineární zdroje proudu Příklady Potřebuje úbytek minimálně 5V Potřebuje úbytek mezi GND a OUT více jak 1V CL520
Lineární zdroje proudu Příklady Výstupy OUT lze spojovat paralelně a zvýšit tak maximální proud
Sekvenční budiče LED CL8800 / CL8801 Málo součástek Výstupní výkon max 7.5W (13W s chladičem) 85% účinnost Účiník 0,95 Harmonické zkreslení proudu do 20% Malé elektromagnetické emise Kompatibilní fázovým řízením jasu Podrobnosti k návrhu na vyžádání
Pro síťové AC aplikace Označení HV9910B Interní reference Topologie Algoritmus Řízení jasu Vstupní napětí 8~450V Pouzdro Externí Buck Peak PWM/Analog Externí Buck Average PWM/Analog Externí Buck Average Speciálně 15~450V Interní Buck Peak Ne 20~400V Interní Buck Peak PWM 20~400V SO8 HV9931 Externí BuckBoost Peak + PFC Fáze/PWM 8~450V SO8 HV9805 Externí Boost, SEPIC Linear + PFC 15~450V MSOP10 HV9910C 250mV±10% MOSFET HV9961 275mV±3% HV9861A 270mV±3% HV9801A 250mV±10% HV9921 20mA HV9922 30mA HV9923 50mA HV9925 470mV / 50mA Preferované typy Novinka 15~450V 8~450V 15~450V SO8/SO16 SO8/SO16 SO8/SO16 TO-92 SOT-89
HV9910C Velmi levný Vlastnosti Vstupní napětí 15V - 450V Proud GATE > 0,165A Nastavení režimu pomocí R OSC Pevný kmitočet mezi GND a RT Pevný TOFF mezi GATE a RT Regulace proudu dle špičkového proudu Maximální proud je dán odporem RCS Řízení jasu pomocí PWM (PWMD) nebo napětím (LD) Ochrana proti přehřátí Rcs= 0,25 V 1,15 Iled nebo Rcs= Uld 1,15 Iled
HV9861A Vlastnosti Vstupní napětí 15V - 450V Proud GATE > 0,165A Pevný T nastavuje se pomocí RT OFF Regulace proudu dle střední hodnoty proudu Maximální proud je dán odporem RCS Řízení jasu pomocí PWM (PWMD) nebo napětím (LD) Ochrana proti přehřátí Ochrana proti zkratu LED Rcs= 0,27 V Iled nebo Rcs= 0,18 Uld Iled
Rozdíly mezi HV9910x a HV9861A Při řízení dle špiček (Peak) je skutečná hodnota proudu závislá na Aktuální úbytku napětí na LED Teplotě Indukčnosti cívky Spínacím kmitočtu
Potíže se spínáním vyšších napětí Pro malá napětí stačí u komparátorů blanking Při spínání vyšších napětí použijte RC člen jako prevenci proti falešným vypnutím Rušivé proudové impulsy jsou způsobeny parazitickými kapacitami cívky a blokovací diody Doporučené hodnoty filtru jsou 2,7kΩ a 47pF nebo 1kΩ a 100pF
HV992x Jednoduché spínané zdroje Vlastnosti Vstupní napětí 20V - 400V Proud LED HV9921 20mA HV9922 30mA HV9923 50mA HV9925 20-50mA Pevný T = 10µs OFF Regulace proudu dle špičkového proudu HV9925 nastavitelný proud externím odporem řízení jasu pomocí PWM ochrana proti přehřátí
HV9803 Řadič LED s řízením avg. Vlastnosti Budič LED s topologií Buck Konstantní čas vypnutí nastavitelný RT Spínací kmitočet až 2MHz Řízení jasu analogové a PWM Ochrana proti zkratu LED Automatické vypínaní při podpětí Integrovaný budič MOSFET >0,165A Pouzdro SOIC-8 Teplotní rozsah od -40 C do 125 C
HV9918/19B, AT9919 Budiče do 40V DC Vlastnosti Budič LED s topologií Buck Spínací kmitočet až 2MHz Měření skutečného proudu LED Řízení jasu analogové a PWM Ochrana proti přehřátí HV9918 integrovaný 1A MOSFET HV9919B/AT9919 integrovaný budič MOSFET 5V 0,5A/1A Pouzdro 3x3mm DFN-8 Teplotní rozsah od -40 C do 125 C AT9919 splňuje AEC-Q100
Další topologie Buck-Boost Obecně nevhodná pro LED Velké proudové špičky Velké emise Fly-back Výhody: Izolované napětí Téměř libovolný poměr Vin/Vout Nevýhody: Špatně regulovatelný jas Velké proudové špičky Lze použít např. s HV9910B/C
Další topologie Ćuk (Boost-Buck) Výhody: Vhodný pro VIN podobné VOUT Malé emise Dobré řízení jasu Nevýhody: Hodně součástek SEPIC Výhody: Vhodný pro VIN podobné VOUT Nedochází k inverzi napětí Nevýhody: Hodně součástek Větší zvlnění VOUT Poznámka: Kondenzátor VC = VIN+VOUT a tečou jím velké špičkové proudy Magnetické spojení L1 a L2 sníží špičkové proudy a sníží EMI
HV9930/AT9933 Hysteretic Boost-Buck (Ćuk) Vlastnosti V 8 až 200V IN Měření vstupní a výstupního proudu Malé EMI Řízení jasu pomocí PWM D3 ochrana proti rozpojení LED -40 C až 125 C AT9933 AEC-Q100
HV9963 Boost, Buck,Buck-Boost, SEPIC Vlastnosti V 8 až 40V IN Velká přesnost regulace proudu Velký poměr jasu 5000:1 pomocí PWM Programovatelný soft-start Hiccup ochrana proti rozpojení a zkratu LED -40 C až 125 C
Přehled budičů LED Ve výrobě Ve vývoji
Supertex MOSFET Napěťové stabilizátory Budiče LED Vícekanálové budiče pro velké napětí Budiče elektroluminisenčních svítidel Ultrazvukové IO Speciální IO
Vysokonapěťové budiče Od 2 do 80 výstupů Výstupní napětí od -80V do 300V Výstupní proudy do 100mA Výstup s otevřeným kolektorem nebo push-pull Vstup obvykle sériový Příklad HV6810 Výstupů 10 Vstup 5V CMOS VBB 20V až 80V IQ až 25mA
HV5523 Vlastnosti Výstupů 32 Vstup 5V CMOS Max. CLK 100MHz U až 220V OUT IOUT až 100mA
Supertex MOSFET Napěťové stabilizátory Budiče LED Vícekanálové budiče pro velké napětí Budiče elektroluminisenčních svítidel Ultrazvukové IO Speciální IO
EL budiče Obory aplikace Použití Bílá elektronika, značky, měřící, testovací a lékařské přístroje, výpočetní technika Podsvícení klávesnic a displejů Rozsah nabídky Schopnost budit od 1 do 3 kanálů Vstupní napětí od 1V do 9,5V Výstupní napětí od ± 56V do ± 200V Existuje bezindukční verze
EL budiče příklady použití EL podsvícení Kombinuje generování vysokého napětí a buzení podsvícení pro displeje
Ultrazvukové IO Supertex již dlouhou dobu nabízí řešení pro ultrazvukové zařízení Typy IO Analogové spínače pro větší napětí Vysokonapěťové vysílače pulsů Přepínače vysílačů a přijímačů Analogová část přijímačů
Speciální IO Jsou to obvody pro konkrétní použití Například Budič zaostřování čoček Řízení ventilátorů Budič relé Převodníky napěťových úrovní Ochrany proti poruchám Monitor proudu pro napětí 8V až 450V
Budič relé VIN VCC ICC 10 až 450V 2,0 až 5,5V max 1,0 ma Obvykle se používá relé s 5V cívkou. Oproti cívce na 230V AC je kmitočet, na kterém se chvěje nad audio pásmo (20kHz).
Izolovaný budič MOSFET Vlastnosti Izolační napětí vstup-výstup ±400V výstup-výstup ±700V Výstupní napětí 5 až 10V v závislosti na vstupním napětí a kmitočtu CLK Externí zdroj CLK je nepovinný Vhodné pro pomalé spínání převážně stejnosměrných zátěží Malá spotřeba Impedance V je nad OUT 300kΩ -40 C až 85 C HT0740
Hot swap Vlastnosti Použití Ochrana proti zkratu Zařízení připojované k napájecí Automatické vypnutí při podpětí sběrnici 24V nebo 48V HV100 při 34V HV101 při 14V Omezení startovacího proudu Automatické znovu nastartování po 2,5s Start po 3,5ms po náběhu napětí
Měření proudu VIN VOFF VSENSE trise/fall ICC 8 až 450V max. 15mV max. 500mV max. 2 µs max. 50µA
Konec Děkuji za vaši pozornost Řečník má vyčerpat téma, nikoliv posluchače. (údajně Winston Churchill) Miroslav Mácha