ШИМ - КОНТРОЛЛЕРЫ

Широтно-импульсные модуляторы (ШИМ) достаточно долгое время применяются для построения импульсных источников питания (ИИП). При большом многообразии типов ИМС все они имеют аналогичное построение структурной схемы, сходные параметры. Основные отличия заключаются в предназначении конкретной ИМС (для однотактной или двухтактной схем преобразования), в рабочей частоте, нагрузочной способности и типах корпусов. Основные характеристики ШИМ, предлагаемых компанией <Промэлектроника>, приведены в таблице. Описываемые микросхемы могут применяться для создания преобразователей напряжения, инверторов напряжения, импульсных стабилизаторов.

Основные параметры ШИМ:

Тип ИМС

Назначение

Рабочий цикл, %

U_{пит.мах}, В

U_оп., В

F_раб., кГц

I_{вых.мах}, мА

U_вых., В

Диапазон рабочих температур, °С

"Мягкий" старт

Блокировка при понижен. U_пит.

Вход блокиров.

Внутр. огранич. тока

Типы корпусов

низкого уровня

высокого уровня

MIC38HC42BM
MIC38HC43BM

Для 1-тактных схем

0…96

5,0+2%

52+5% (возможно до 500)

1000

0,1

U_пит-0,1

-40…+85

SOIC8

MIC38HC44BM

0…50

MIC38HC44BN

DIP8

UC2842AD, AD1, BN, N

0…96

5,0+1%

52+10% (с инд. A, AD, AN); +5% (с инд. BN), возможна работа на частотах до 500 кГц

0,4

13,5

Для ИМС с инд. AD, D - SOIC14; AD1 - SOIC8; AN, AM, BN, N - DIP8

UC2843AD, AD1, AN

UC2844AD, AD1, N

0…48

UC3842AD, AD1, BN

0…96

5,0+2%

UC3843AD, AD1, AM, AN, BN, D, N

UC3844AD1, BN, N

0…48

5,0+2%

UC3845AD, AD1

ML4824CP1

Для однотактных схем, +PFC

0…47

13,5

5,0+0,5%

76+5 (возможно до 250)

500

0,4

0…+70

DIP16

UC3846DW

Для двухтактных схем

0…45

5,1+0,1

500+43

13,5

SOIC16

UC3846N

DIP16

TL494CD

5,0+5%

1…30

250

1,1

SOIC16

TL494CN

DIP16

TL494IN

-40…+85

SG2524N

5,0+0,2

До 300 стаб. +5%

100

-25…+85

DIP16,
SOIC16

SG3524N

5,0+0,4

0…+70

SG3525AN

0…49

5,1+1%

0,1…400

500

0,2

DIP16

KA3525

     Описываемые микросхемы имеют в своем составе все узлы, необходимые для построения ИИП: генератор тактовой (рабочей) частоты, прецизионный источник опорного напряжения, широкополосный усилитель ошибки, компаратор, выходные усилители тока. Дополнительные цепи: в ИМС серий MIC38HC4х, UC284х, UC384х, ML4824CP1, SG3525, KA3525 - узел блокировки от пониженного напряжения питания; в ИМС UC3846, ML4824CP1, SG3525, KA3525 - узел плавного запуска; в ИМС MIC38HC4х, UC284х, UC384х, UC3846, ML4824CP1, SG2524, SG3524, SG3525, KA3525 - цепи внутреннего ограничения пикового тока нагрузки. Ряд микросхем, кроме того, имеют вывод внешней блокировки.
     Рабочая частота генератора (а соответственно и частота преобразования ИИП) определяется RC-цепью, параметры которой определяются в соответствии с приведенными в информационных листках сведениями. Схемное построение внутренних узлов обеспечивает достаточную стабильность частоты при изменении напряжения питания и температуры окружающей среды.
     Наиболее существенные различия наблюдаются в построении выходных усилителей тока. ШИМ, предназначенные для работы в однотактных схемах, имеют один выход, а предназначенные для работы в двухтактных схемах - два выхода, работающие в противофазе. У ИМС MIC38HC4х выходные усилители выполнены на полевых транзисторах, у остальных - на биполярных. Транзисторы выходных усилителей микросхем TL494, SG2524, SG3524 имеют свободные выводы эмиттера и коллектора, что даёт больше возможностей при разработке ИИП. Так, эти ИМС могут работать как в двухтактных (основное назначение), так и в однотактных схемах. Высокая нагрузочная способность выходных усилителей большинства ШИМ позволяет непосредственно управлять мощными N-канальными транзисторами структуры MOSFET.
     Из других особенностей следует отметить наличие защиты от превышения напряжения питания у ML4824CP1, автоматическое симметрирование каналов выходного усилителя тока у UC3846 (что улучшает работу двухтактной схемы), возможность внешней синхронизации рабочей частоты у UC3846 и TL494 (что позволяет создавать системы из нескольких ШИМ, работающих синхронно).
     Микросхемы серии MIC38HC4х являются функциональными аналогами ИМС серий UC284х, UC384х, имеют одинаковую (для 8-выводных корпусов) цоколевку. При этом за счет применения в выходных усилителях полевых транзисторов и некоторых схемных улучшений они имеют более крутые фронты выходных импульсов, а также более низкий потребляемый ток.
     В ряду ШИМ отдельно стоит ИМС ML4824CP1, которая совмещает в себе ШИМ-контроллер для однотактных схем преобразования и корректор фактора мощности (PFC). Коррекция фактора мощности применяется для придания нелинейной нагрузке вида линейной. Линейной нагрузкой является, например, идеальный (не имеющий емкости и индуктивности) резистор, ток через который пропорционален приложенному напряжению и совпадает с ним по фазе. Для такой цепи фактор мощности равен единице. Практически все источники вторичного питания являются нелинейной нагрузкой для цепей переменного тока в связи с наличием в них элементов фильтрации, мостовых выпрямителей, входных конденсаторов. Наличие этих компонентов приводит к искажению формы и фазы входного синусоидального напряжения и появлению гармонических составляющих. Коэффициент мощности при этом ниже единицы. Корректор фактора мощности осуществляет нагрузку цепи переменного тока пропорционально входному напряжению и в фазе с ним, т.е. аналогично резистору. При этом коэффициент мощности приближается к единице, снижаются гармонические искажения, упрощаются цепи фильтрации.