Драйвер ШИМ с нулевым потреблением тока в режиме ожидания - РАДИОСХЕМЫ

     интересные РАДИОСХЕМЫ самодельные


» ПОИСК СХЕМ



» РАДИОБЛОГИ
Миниатюрный щуп-вольтметр
Программатор ARM Cortex USB и Flash Magic
Светодиодный свет для растений
УФ светодиоды диапазона UV-C для дезинфекции
Драйвер ШИМ с нулевым потреблением тока в режиме ожидания
Программируемый логический элемент
Дистанционный переключатель из модуля радиоуправления игрушками
Усилитель для петличного конденсаторного микрофона

Драйвер ШИМ с нулевым потреблением тока в режиме ожидания

VIPer0P от STMicroelectronics - это новая версия контроллера импульсного сетевого блока питания из хорошо известного семейства Viper. По сравнению со своими предшественниками, новые чипы Viper имеют лучшие параметры и функциональность, а потребляемая мощность их без нагрузки составляет около 4 мВт.

Растущие требования к минимизации энергии, потребляемой импульсными источниками питания в состоянии холостого хода, обусловлены тем что к сети подключено множество таких устройств. Зарядные устройства, блоки питания для TV и бытовой техники, компьютерная техника, системы домашней автоматизации и многие другие устройства вообще не отключаются годами, даже если от них не поступает энергия на приборы.

В общей сложности миллионы таких блоков питания потребляют и теряют много энергии, с чем уже несколько лет пытаются бороться разработчики РЭА. Наиболее эффективными являются юридические требования, связанные с директивами ЕС в области так называемого eco-product, которые определяют максимальную мощность в режиме ожидания, которую могут потреблять блоки питания. Причем каждые несколько лет эти требования становятся все более жесткими. Необходимы строгие правила в отношении резервной мощности, потому что на рынке было много некачественных китайских блоков питания, которые не только имели низкую эффективность преобразования при полной нагрузке, но и расход в режиме ожидания мог составлять даже 30% выходной мощности. И выполнение требований стандартов по потребляемой мощности без нагрузки требует прежде всего использования современного контроллера.

Микросхема VIPer0P

Блок-схема БП с микросхемой VIPer0P

VIPer0P потребляет 4-10 мВт мощности из сети 220 В переменного тока, и это настолько мало, что производитель округляет данное значение до нуля в соответствии с руководящими принципами исключения 4.5 стандарта IEC 62301 для домашнего и офисного оборудования. Значение 10 мВт потребляется в нормальных условиях без нагрузки.

Базовая схема применения чипа

Короткое замыкание на массу специального вывода переводит схему в режим нулевого энергопотребления (ZPM), при котором потребляемая мощность не превышает 4 мВт. Конструкция этого входа позволяет подключать его к микроконтроллеру и обрабатывать аналогично линии отключения во многих других микросхемах.

VIPer0P может работать в топологии буферного преобразователя, понижающего преобразователя или повышающего. Интегрированная структура объединяет 800-вольтный силовой MOSFET-транзистор с максимальным пиковым током 2 А, то есть с более высоким напряжением пробоя сток-исток, чем раньше, что позволяет использовать более слабые элементы подавления перенапряжения и, таким образом, увеличивает эффективность обработки тока.

Его максимальное сопротивление в открытом состоянии составляет 20 Ом. Также имеется пусковая схема, усилитель напряжения неисправности, опорное напряжение с шириной запрещенной зоны 1,2 В.

В показанной ниже принципиальной схеме питание микроконтроллера дополнительно обеспечивается посредством резистора 45 кОм, включенного в структуру контроллера и подключенного к внутреннему источнику питания 4 В. Это сопротивление было выбрано для того, чтобы микроконтроллер находился в режиме ожидания и источника питания, а также для обеспечения возможности возбуждения микроконтроллера и БП без увеличения потребления энергии от сети.

Система управления режимом нулевого энергопотребления с микроконтроллером

Многие источники питания требуют дополнительной вспомогательной обмотки на трансформаторе, от которой получают энергию во время работы. Здесь она не нужна, что упрощает реализацию схемы. Стабильность работы обеспечивается разделением масс силовой цепи и обратной связи, а силовой транзистор позволяет контролировать протекающий ток (так называемый SenseFET) с ограничением максимального значения. Чип VIPer0P может питаться напряжением от 4,5 до 30 В.

Снижение мощности потребляемой схемой без нагрузки, реализуется путем изменения модуляции с ШИМ с фиксированной частотой на импульсное управление с переменной частотой и работу с падающими импульсами.

Еще одна важная особенность - встроенный в микросхему генератор, который работает на частоте 60 (версия L) или 120 кГц (версия H), но спектр немного разбросан (± 7% при частоте), что облегчает борьбу с электромагнитной совместимостью и позволяет использовать сетевые фильтры меньшего размера и дешевле.

Обнуление мощности в смешанной схеме с кнопкой пробуждения

Функциональность определяется системой плавного пуска, защитой от перегрузки и короткого замыкания (OLP), ограничением максимально допустимого значения скважности, что предотвращает неконтролируемое повышение напряжения на выходах источника питания в случае сбоя в контуре обратной связи, а также функцию фиксации Vcc, которая предотвращает превышение допустимого напряжения на выходе контроллера, если по какой-либо причине блок питания не запустился.

Чип VIPer0P

Емкость встроенного переключающего транзистора достаточна для создания обратноходового импульсного источника питания с выходной мощностью до 12 Вт при питании от сети 220 В переменного тока и 7 Вт для блоков, принимающих входные напряжения в широком диапазоне от 85 до 265 В.

Нулевая потребляемая мощность

Режим нулевого энергопотребления означает особое состояние ожидания VIPer0P, в котором микросхема заблокирована, переключение MOSFET прекращено и на выход не подается питание. Схема входит в это состояние путем замыкания клеммы ВЫКЛ на массу и выходит из него после замыкания клеммы ВКЛ на массу.

STEVAL ISA174V1 - блок питания мощностью 7 Вт с VIPer0P

Переключение состояний может производиться вручную с помощью кнопок, линий микроконтроллера или сочетанием этих методов, например выключение по сигналу от микроконтроллера и пробуждение с помощью кнопки. Так что режим нулевого энергопотребления позволяет создать источник питания для микроконтроллерной системы, который можно перевести в спящий режим как сам микроконтроллер, и таким образом уменьшить проблему с резервным питанием до нуля.



Gromov - 11.07.2021 - Прочитали: 1018

ОДНОКНОПОЧНЫЙ КОДОВЫЙ ЗАМОК

Кодовая кнопка для ограничения доступа к объектам, простая схема с реле на МК Attiny13.


ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ДИОДАМИ

Изучим теорию работы и проведём несколько опытов с 1N4148 - диодом быстрого переключения.


РАБОТА ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ LM358

Теория и практика ОУ, описание работы и подключение типового операционного усилителя - микросхемы LM358.




Ваши комментарии к материалу
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


» РАДИОЭЛЕМЕНТЫ


© 2010-2021 "Радиосхемы". Все права защищены  Почта  PDA   Группа вконтакте   Канал ютуб   Группа в фэйсбук