eng
Выпуск #4/2012
Павел Чуприна
Силовая электроника, источники вторичного питания, схемы управления. Новые высокоэффективные решения компании Maxim
Силовая электроника, источники вторичного питания, схемы управления. Новые высокоэффективные решения компании Maxim
Просмотры: 3301
Сегодня компания Maxim Integrated Products – признанный мировой лидер на рынке аналоговых и аналого-цифровых полупроводниковых компонентов – выпускает 29 основных видов продукции. Это и микроконтроллеры, и преобразователи данных (ЦАП, АЦП), и десятки микросхем для волоконно-оптической, проводной и беспроводной связи, множество специализированных микросхем для автомобильной промышленности, аудио- и видеоприменений, заряда аккумуляторов и т.п.
Ежегодно компания выпускает более 300 новых микросхем (т.е. фактически ежедневно предлагает новое изделие) и 23,8% оборота расходует на научно-исследовательские работы. При этом, обслуживая более 40 тыс. потребителей, 70% продаж она осуществляет вне США. Компания поддерживает 24 собственных офиса по всему миру, 40 технических центров разработки и 11 полупроводниковых фабрик и центров тестирования. В России продукция Maxim доступна через официального дистрибьютора – ЗАО "Рэйнбоу Электроникс".
В области высокоинтегрированных и дискретных решений по управлению вторичными источниками питания (аккумуляторными батареями) компания Maxim предлагает более 1800 продуктов для всех видов управления питанием, жестких условий эксплуатации, а также для различных линейных преобразователей мощности (рис.1). Схемы для сетевого и серверного оборудования и систем хранения данных удовлетворяют самым высоким требованиям, предъявляемым к портативной технике с батарейным питанием.
Схемы для управления питанием аккумуляторных батарей
В феврале 2011 года компания Maxim представила новое семейство ИС – MAX17435/MAX17535. Это высокоинтегрированные, 850/500 кГц, SMBus программируемые микросхемы для зарядки аккумуляторных батарей различного типа. Они упрощают разработку эффективных и высокоточных устройств, позволяют программировать через SMBus (шину SMB) ток и напряжение заряда, ограничение входного тока, напряжение тренировочного заряда и напряжение заряда при текущем значении входного тока. Для управления схемой выбора адаптера на базе n-канального полевого транзистора в MAX17435 и MAX17535 используется источник подкачки заряда. Если адаптер отсутствует, то источник подкачки заряда выключается, а для выбора аккумулятора используется p-канальный полевой транзистор.
MAX17435 и MAX17535 обеспечивают ток заряда до 7 А для двух, трех или четырех последовательно соединенных литий-ионных элементов. Ток заряда и входной ток ограничивающего усилителя с управлением по току имеют малую ошибку смещения при использовании измерительных резисторов номиналом 10 мОм. За счет использования в MAX17435 и MAX17535 архитектуры с постоянной катушкой индуктивности существенно сокращаются количество компонентов, габариты и стоимость. Цифровой выход схемы отображает наличие адаптера, аналоговый выход – наличие тока сетевого адаптера или аккумулятора, второй цифровой выход – для индикации превышения заданного пользователем предельного значения тока. Блок-схема MAX17435 и MAX17535 приведена на рис.2.
MAX17435 работает на частоте 850 кГц, а MAX17535 – на частоте 500 кГц. Схемы выпускаются в 24-выводном корпусе типа QFN, габариты 4×4×0,75 мм.
Отличительные особенности ИС семейства MAX17435/MAX17535: наличие встроенных вольтодобавочных переключателей (вольтодобавочных трансформаторов), одностадийной компенсации, адаптера с n-канальным МОП-транзистором (управляет встроенным источником подкачки заряда), адаптера с плавным запуском и сетевого адаптера. Точность задания напряжения заряда составляет ±0,4%, тока заряда – ±3%, а точность ограничения входного тока – ±2,5%. Ток сетевого адаптера устанавливается с точностью ±2%, а ток разряда аккумулятора – ±2%. Предусмотрена защита сетевого адаптера от перенапряжения. Напряжение аккумуляторов задается по 11-разрядной градации, а ток заряда или входной ток – по 6-разрядной.
Области применения: устройства с питанием от 2–4 элементных аккумуляторов, ноутбуки, портативные электронные устройства и мобильные коммуникаторы.
Микросхемы переключения питания
MAX14626, представленные компанией в апреле 2012 года, – это первые серийно выпускаемые высоковольтные устройства защиты интерфейса "токовая петля" в диапазоне от 4 до 20 мА для промышленных аналоговых блоков ввода-вывода. Способ передачи информации – токовая петля – сегодня более распространен в инженерной практике, чем использование для этой цели напряжения. Для задания измеряемых значений тока используется, как правило, управляемый источник тока. По виду передаваемой информации различаются аналоговая и цифровая токовые петли.
Высоковольтные устройства защиты интерфейса "токовая петля" – MAX14626 –ограничивают величину тока для предотвращения повреждения датчиков, подключенных к сигнальной линии. Особенность встроенного переключателя – низкое собственное сопротивление в открытом состоянии (25 Ом) в диапазоне напряжения источника питания от +2,3 до +36 В. Предельное значение тока составляет 30 мА, что позволяет использовать ИС для защиты считывающих устройств показаний датчиков в промышленных системах. Типовая схема подключения MAX14626 приведена на рис.3.
MAX14626 позволяет определять перегрузку по току в непрерывном режиме. Дополнительно схема производит отключение при перегреве для предотвращения термического повреждения ИС и осуществляет защиту от переполюсовки с использованием блокировки во избежание разрушения датчиков.
ИС выполнены в компактном 6-выводном корпусе TDFN (3×3 мм) и рассчитаны на работу в расширенном температурном диапазоне от -40 до 85°C.
Отличительные особенности
Высокая производительность.
Низкое сопротивление открытого канала – 25 Ом.
Точность задания предельного значения тока – ±10%.
Широкий диапазон напряжения источников питания – от +2,3 до +40 В.
Малый рабочий ток.
Сверхнизкий температурный коэффициент.
Пониженная рассеиваемая мощность по сравнению с решениями на базе дискретных компонентов.
Схема дает возможность уменьшить габариты компактных устройств, исключая необходимость использования отдельного ключевого элемента с положительным температурным коэффициентом, стабилитронов и резисторов.
Области применения: промышленные системы управления с интерфейсом "токовая петля".
Выпущенные в феврале 2012 года компанией Maxim схемы семейства MAX16969 предназначены для защиты (500 мA–3A) высокоскоростного интерфейса USB. Схема имеет функцию детектирования подключения первичного источника питания для мобильных приложений, детектирования и быстрого заряда Apple iPod.
MAX16969 обеспечивает защиту низковольтных линий передачи данных интерфейса USB и линий питания через интерфейс USB от электростатического разряда и короткого замыкания (КЗ). Схема применяется в устройствах навигации, мобильных радиоустройствах, коммутаторах и маршрутизаторах интерфейса USB. ИС поддерживает работу USB со скоростью 480 и 12 Мбит/с. Дополнительно ИС имеет встроенную схему поддержки быстрого заряда пользовательского устройства при подключении к интерфейсу USB с функцией поддержания совместимости с алгоритмом быстрого заряда устройств компании Apple.
Схема защиты от замыканий включает защиту от замыкания между полюсами аккумулятора по выходам HVBUS, HVD+ и HVD-, а также защиту от короткого замыкания с выходом HVBUS по выходам HVD+ и HVD-. ИС выдерживает КЗ до +18 В. Защита от КЗ с общим выводом в нагрузке и перегрузке по току, которая обеспечивается на выходе HVBUS, позволяет обезопасить внутренние цепи питания при возникновении перегрузки по току.
Уровни защиты выводов HVBUS, HVD+ и HVD- от электростатического разряда – ±15 кВ от разряда через воздушный зазор и ±8 кВ при касании (спецификация IEC 61000-4-2).
Схемы MAX16969 имеют два коммутатора данных высокоскоростного интерфейса USB с сопротивлением открытого канала 4 Ом и ключевой элемент BUS со встроенным ограничителем тока (22 мA), что позволяет подключать высоковольтный внешний переключатель мощности. Ключевой элемент BUS может работать с высокой нагрузкой, несовместимой с интерфейсом USB.
Кроме того, ИС имеет вход включения, выход индикации ошибки, встроенный набор оконечных резисторов обеспечения согласования с устройствами Apple iPod/iPhone, встроенную схему детектирования подключения источника заряда, соответствующего спецификации для источников заряда аккумуляторов через интерфейс USB 2.0.
ИС выпускаются в 16-выводном корпусе QSOP и рассчитаны на работу в расширенном температурном диапазоне от -40 до 105°C.
Отличительные особенности
Время срабатывания при ошибке 20 мс.
Наличие встроенных оконечных резисторов для поддержки быстрого заряда аккумулятора Apple iPod, схемы перезапуска при перегрузке по току и коротком замыкании, схемы детектирования подключения первичного источника питания.
Соответствие спецификации AEC-Q100.
Повыводная совместимость с MAX16917.
Схемы семейства MAX16969 обеспечивают защиту мобильных устройств с интерфейсом USB и быстрый заряд аккумуляторов устройств, совместимых с продукцией компании Apple.
Как видно из вышесказанного, компания MAXIM является одним из лидеров в области силовой электроники. Собственные исследовательские центры позволяют компании держаться "на гребне волны" в конкурентной борьбе и уверенно смотреть в будущее.
По материалам сайта http://www.maxim-ic.com/
В области высокоинтегрированных и дискретных решений по управлению вторичными источниками питания (аккумуляторными батареями) компания Maxim предлагает более 1800 продуктов для всех видов управления питанием, жестких условий эксплуатации, а также для различных линейных преобразователей мощности (рис.1). Схемы для сетевого и серверного оборудования и систем хранения данных удовлетворяют самым высоким требованиям, предъявляемым к портативной технике с батарейным питанием.
Схемы для управления питанием аккумуляторных батарей
В феврале 2011 года компания Maxim представила новое семейство ИС – MAX17435/MAX17535. Это высокоинтегрированные, 850/500 кГц, SMBus программируемые микросхемы для зарядки аккумуляторных батарей различного типа. Они упрощают разработку эффективных и высокоточных устройств, позволяют программировать через SMBus (шину SMB) ток и напряжение заряда, ограничение входного тока, напряжение тренировочного заряда и напряжение заряда при текущем значении входного тока. Для управления схемой выбора адаптера на базе n-канального полевого транзистора в MAX17435 и MAX17535 используется источник подкачки заряда. Если адаптер отсутствует, то источник подкачки заряда выключается, а для выбора аккумулятора используется p-канальный полевой транзистор.
MAX17435 и MAX17535 обеспечивают ток заряда до 7 А для двух, трех или четырех последовательно соединенных литий-ионных элементов. Ток заряда и входной ток ограничивающего усилителя с управлением по току имеют малую ошибку смещения при использовании измерительных резисторов номиналом 10 мОм. За счет использования в MAX17435 и MAX17535 архитектуры с постоянной катушкой индуктивности существенно сокращаются количество компонентов, габариты и стоимость. Цифровой выход схемы отображает наличие адаптера, аналоговый выход – наличие тока сетевого адаптера или аккумулятора, второй цифровой выход – для индикации превышения заданного пользователем предельного значения тока. Блок-схема MAX17435 и MAX17535 приведена на рис.2.
MAX17435 работает на частоте 850 кГц, а MAX17535 – на частоте 500 кГц. Схемы выпускаются в 24-выводном корпусе типа QFN, габариты 4×4×0,75 мм.
Отличительные особенности ИС семейства MAX17435/MAX17535: наличие встроенных вольтодобавочных переключателей (вольтодобавочных трансформаторов), одностадийной компенсации, адаптера с n-канальным МОП-транзистором (управляет встроенным источником подкачки заряда), адаптера с плавным запуском и сетевого адаптера. Точность задания напряжения заряда составляет ±0,4%, тока заряда – ±3%, а точность ограничения входного тока – ±2,5%. Ток сетевого адаптера устанавливается с точностью ±2%, а ток разряда аккумулятора – ±2%. Предусмотрена защита сетевого адаптера от перенапряжения. Напряжение аккумуляторов задается по 11-разрядной градации, а ток заряда или входной ток – по 6-разрядной.
Области применения: устройства с питанием от 2–4 элементных аккумуляторов, ноутбуки, портативные электронные устройства и мобильные коммуникаторы.
Микросхемы переключения питания
MAX14626, представленные компанией в апреле 2012 года, – это первые серийно выпускаемые высоковольтные устройства защиты интерфейса "токовая петля" в диапазоне от 4 до 20 мА для промышленных аналоговых блоков ввода-вывода. Способ передачи информации – токовая петля – сегодня более распространен в инженерной практике, чем использование для этой цели напряжения. Для задания измеряемых значений тока используется, как правило, управляемый источник тока. По виду передаваемой информации различаются аналоговая и цифровая токовые петли.
Высоковольтные устройства защиты интерфейса "токовая петля" – MAX14626 –ограничивают величину тока для предотвращения повреждения датчиков, подключенных к сигнальной линии. Особенность встроенного переключателя – низкое собственное сопротивление в открытом состоянии (25 Ом) в диапазоне напряжения источника питания от +2,3 до +36 В. Предельное значение тока составляет 30 мА, что позволяет использовать ИС для защиты считывающих устройств показаний датчиков в промышленных системах. Типовая схема подключения MAX14626 приведена на рис.3.
MAX14626 позволяет определять перегрузку по току в непрерывном режиме. Дополнительно схема производит отключение при перегреве для предотвращения термического повреждения ИС и осуществляет защиту от переполюсовки с использованием блокировки во избежание разрушения датчиков.
ИС выполнены в компактном 6-выводном корпусе TDFN (3×3 мм) и рассчитаны на работу в расширенном температурном диапазоне от -40 до 85°C.
Отличительные особенности
Высокая производительность.
Низкое сопротивление открытого канала – 25 Ом.
Точность задания предельного значения тока – ±10%.
Широкий диапазон напряжения источников питания – от +2,3 до +40 В.
Малый рабочий ток.
Сверхнизкий температурный коэффициент.
Пониженная рассеиваемая мощность по сравнению с решениями на базе дискретных компонентов.
Схема дает возможность уменьшить габариты компактных устройств, исключая необходимость использования отдельного ключевого элемента с положительным температурным коэффициентом, стабилитронов и резисторов.
Области применения: промышленные системы управления с интерфейсом "токовая петля".
Выпущенные в феврале 2012 года компанией Maxim схемы семейства MAX16969 предназначены для защиты (500 мA–3A) высокоскоростного интерфейса USB. Схема имеет функцию детектирования подключения первичного источника питания для мобильных приложений, детектирования и быстрого заряда Apple iPod.
MAX16969 обеспечивает защиту низковольтных линий передачи данных интерфейса USB и линий питания через интерфейс USB от электростатического разряда и короткого замыкания (КЗ). Схема применяется в устройствах навигации, мобильных радиоустройствах, коммутаторах и маршрутизаторах интерфейса USB. ИС поддерживает работу USB со скоростью 480 и 12 Мбит/с. Дополнительно ИС имеет встроенную схему поддержки быстрого заряда пользовательского устройства при подключении к интерфейсу USB с функцией поддержания совместимости с алгоритмом быстрого заряда устройств компании Apple.
Схема защиты от замыканий включает защиту от замыкания между полюсами аккумулятора по выходам HVBUS, HVD+ и HVD-, а также защиту от короткого замыкания с выходом HVBUS по выходам HVD+ и HVD-. ИС выдерживает КЗ до +18 В. Защита от КЗ с общим выводом в нагрузке и перегрузке по току, которая обеспечивается на выходе HVBUS, позволяет обезопасить внутренние цепи питания при возникновении перегрузки по току.
Уровни защиты выводов HVBUS, HVD+ и HVD- от электростатического разряда – ±15 кВ от разряда через воздушный зазор и ±8 кВ при касании (спецификация IEC 61000-4-2).
Схемы MAX16969 имеют два коммутатора данных высокоскоростного интерфейса USB с сопротивлением открытого канала 4 Ом и ключевой элемент BUS со встроенным ограничителем тока (22 мA), что позволяет подключать высоковольтный внешний переключатель мощности. Ключевой элемент BUS может работать с высокой нагрузкой, несовместимой с интерфейсом USB.
Кроме того, ИС имеет вход включения, выход индикации ошибки, встроенный набор оконечных резисторов обеспечения согласования с устройствами Apple iPod/iPhone, встроенную схему детектирования подключения источника заряда, соответствующего спецификации для источников заряда аккумуляторов через интерфейс USB 2.0.
ИС выпускаются в 16-выводном корпусе QSOP и рассчитаны на работу в расширенном температурном диапазоне от -40 до 105°C.
Отличительные особенности
Время срабатывания при ошибке 20 мс.
Наличие встроенных оконечных резисторов для поддержки быстрого заряда аккумулятора Apple iPod, схемы перезапуска при перегрузке по току и коротком замыкании, схемы детектирования подключения первичного источника питания.
Соответствие спецификации AEC-Q100.
Повыводная совместимость с MAX16917.
Схемы семейства MAX16969 обеспечивают защиту мобильных устройств с интерфейсом USB и быстрый заряд аккумуляторов устройств, совместимых с продукцией компании Apple.
Как видно из вышесказанного, компания MAXIM является одним из лидеров в области силовой электроники. Собственные исследовательские центры позволяют компании держаться "на гребне волны" в конкурентной борьбе и уверенно смотреть в будущее.
По материалам сайта http://www.maxim-ic.com/
Отзывы читателей
