Сведения для заказа

Имеет симметричный генератор

В чип встроены: широтио-импульсный модулятор, источник опорного на* пряжения, компаратор мертвого времени , фазоинвертор

Устанавливаемая выходная частота (от 2 до 100 кГц) Имеются входы запрета и коррекции симметрии Управляемый запуск

Частота и мертвое время устанавливаются независимо (от О до 100 %) Может работать с запуском от других устройств МС3420 Открытые коллекторные выходы Выходной ток 50 мА (макс.)

Встроенная в схему защита от сдвоенных импульсов на выходах в течение переходного процесса в нагрузке

Предельные эксплуатационные данные

Электрические характеристики (Lkk = от 10 до 30 В; Гокр = гбС, если нет, других указаний)

Питание (пост, ток)

о

Компаратор

Продолжение

Вспомогательные входы/выходы

Выходные характеристики по переменному току (Гокр = Гокр (выс.) f/кк = +15 В, / = 20 кГц)

Првмечание: Т (выс.)- +125 С для МС3520, +70°С для МС3420; Т (низ.)- -55°С для МС3520, 0°С Для МС3420.

Общие сведения. Блок-схема внутренних соединений МС3420 приведена в гл. 10 на рис. 10.20, а и включает следующие части:

Источник опорного напряжения. Стабильное опорное напряжение генерируется схемой МС3420 в первую очередь для использования внутри схемы. Однако его можно использовать и для внешних нужд (вывод 9 f/on): для установки мертвого времени (вывод 7) и в качестве опорного для усилителей ошибки внешнего контура управления.

Генератор пилообразного напряжения. Генератор пилообразного напряжения создает симметричное пилообразное напряжение треугольной формы, изменяющееся в пределах 2,4 и 6,0 В с частотой, определяемой внешними резистором {Rbh) и конденсатором (Свн), присоединяемыми соответственно к выводам J к 2 к земле.

*КЪ о.

+3,0 Во, В +6,0 В L

to кОи

О + 5.0 в

Рнс. 2. Схема для проверки утечки иа выходе. Примечание: Напряжение всегда должно быть приложено к выводам б и 7.

Компаратор ШИМ. Выход генератора пилообразного напряжения, подаваемый на вывод 8, обычно подсоединяется к выводу 5. Вх. пил. напр. Компаратор ШИМ (широтно-импульсной модуляции) сравнивает напряжение на выводе 6 (f/ynp) с выходным напряжением генератора пилы. Уровень f/ynp определяет ширину выходного импульса или относительную продолжительность работы. Относительная продолжительность каждого выхода может изменяться (исключая выход мертвого времени ) в пределах от 50 % (когда f/ynp примерно равно 2,4 В) до 0% (fynp приблизительно равно 6 В).

Компаратор мертвого времени . Дополнительный компаратор включен в схему МС3420 для того, чтобы иметь возможность независимо устанавливать мертвое время системы или максимальное значение относительной продолжительности работы. За счет деления fon, получаемого с вывода 9, с помощью резистивного делителя или потенциометра и приложения этого напряжения к выводу 7 получается стабильное мертвое время . Оно предотвращает сквозную проводимость ключевых транзисторов, возникающую при выг сокой относительной продолжительности работы из-за времени'задержек при коммутации ключей.

Фазвинвертор. Фазоинвертор введен в состав МС3420 с целью получения двух выходных и-апряжений, сдвинутых на 180° относительно друг друга для использования в многотранзисторных преобразовательных системах. Он состоит из триггера, тактовый сигнал которого вырабатывается логической схемой И при подаче на ее входы выхода компаратора ШИМ и сигнала генератора пилообразного напряжения. Этот вентиль И обеспечивает правильное чередование выходных сигналов при переходных процессах в контуре управления. Чтобы лучше понять эту особенность схемы МС3420, рекомендуем изучить формы сигналов, приведенные в гл. 10 на рис. 10.20, б.

♦30 в о

0.1МКФ

0,0025 икФ

20к0н

0+7,0 в о + WB

0+1,0 Б -Ф

1,0 Ом

0,1мкФ:

Рис. 3. Схема проверки относительной продолжительности включения сигнала на выходе. (МВ - мертвое время .)

Типичные значения

относительной продолжительности работы а зависимости от напряжения мертвого времени

, о

Kg- я

к ф £ н о

lag;

Типичные значения

отиосвтельной продолжительности работы в зависимости от напряжения ШИМ (С/у^р)

а О со с и

fl S

I Ssr

ш и 3 и

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

50 46 40 33 26 18 11

О

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

ч5 So.

6&g

50 46 40 33 26 18 И

-4,0

О

Примечание: Логич. Ь соответствует /вых (высок.) Совместимых элементов ТТЛ.

СВЕДЕНИЯ О РАБОТЕ И ПРИМЕНЕНИЯХ

Опорное напряжение. Температурный коэффициент источника опорного напряжения был оптимально подобран при токе нагрузки 400 мкА {Ни 20 кОм). Если требуется больший ток, то может быть использован буферный ОУ, как показано на рис. 4.

Выходная частота. Значения Нт и Свн для заданной частоты выходного сигнала fo могут быть найдены из выражения

/о 0,55 ?внСвн; 5,0kOm<;Rbh<20kOm (1)

или по кривым рис. 5. Заметьте, что /о относится к частоте вых. 1 (вывод 11) или вых. 2. (вывод 13). Частота выходного сигнала генератора пилообразного напряжения, замеренная на выводе 8, будет вдвое больше, чем /о-Мертвое время. Рис. 6 иллюстрирует, как установить значение мертвого времени или значение максимальной относительной продолжительности работы в схеме МС3420. Для того чтобы получить минимальный дрейф устанавливаемого мертвого времени от изменения температуры или питающего напряжения, напряжение (Ум. в, соответствующее устанавливаемому мертвому времени , должно быгь получено, как это показано, от источника опорного напряжения.

Рис. 4.

т. нертеогд сренени

ZOkOm

5К?Ц 10 Ш О

Частота выходного сигнала /ц

Рис. Б.

Рис. 6. Мертвое время -l/fo[(t/MB-2)/4l.rAefo-

частота выходного сигнала.

МЯГКОГО rvca

.KcwHt управления напрямснисм

К схеме огракиче-

ння тока

Рис. 7.

п}- К цепям

---.> yopsBJioxxfl

\ напрятеннем

И--- н током

B1-fli:1Nilie

Присоединения к выводу (/упр. Во многих системах требуется к выводу t/ynp подсоединить много цепей для того, чтобы обеспечить в дополнение к стабилизации напряжения такие функции, как ограничение тока, мягкий пуск и т. п. Это может быть сделано путем использования простой диодной схемы ИЛИ , как это показано на рис. 7. Это позволяет устанавливать наинизшую продолжительность работы ШИМ независимо от того, какой управляющий элемент воздействует. Заметьте, что резистор Ru значение которого 50 кОм, размещается между выводом (/упр и землей. Это необходимо для

обеспечения пути для входного тока смещения ШИМ компаратора при всех возможных условиях. Относительная продолжительность работы дается выражением

ОПР (%) [(С/упр - 2)/4] X 100. (2)

Примечание: Схемы с использованием продукции фирмы Motorola приведены здесь в качестве типичных применений микросхем, но не следует считать, что они дают информацию, требующуюся для построения этих микросхем.

Приводимые сведения тщательно проверены, и имеется уверенность в их полной надежности. Однако за неточности фирма ответственности не несет. Кроме того, публикация данной информации не передает покупателю описанных микросхем лицензионных или других патентных прав фирмы Motorola или других фирм.

Мягкий пуск. Во многих источниках питания с ключевой широтно-импульсной модуляцией желательно иметь возможность мягкого запуска для того, чтобы избежать превышения выходного напряжения и разбаланса намагничивающего тока в первичной обмотке силового трансформатора. Эта особенность реализуется за счет постепенного подъема относительной продолжительности

Ik cxcMt ( упрввлеиия

Рис. 9.

работы ключевых элементов от нуля до нормального рабочего значения в период первоначального подключения мощности к системе и после снятия сигнала запрета. При использовании схемы МС3420 это легко осуществляется, например, одним из методом, показанным на рис. 8.

После команды запрет или при начальном наборе мощности напряжение на R\ и выводе 6 экспоненциально спадает с постоянной времени R\Ci от значения Скк до потенциала земли, обеспечивая постепенное нарастание относительной продолжительности работы. Диоды Дг -А обеспечивают логическую функцию И на выводе С^упр, в то время как служит для разряда (возврата в исходное состояние) конденсатора Ci в цепи, задающей время, в случае когда приходит команда запрет . При этом снова приводится в действие система мягкого пуска. Диод Ду позволяет вернуть конденсатор Ci в исходное состояние, когда отключается питание С/кк-

Ограничение бросков тока. Так как многие ШИМ-ключевые источники пи-? тания работают непосредственно от выпрямителей, питающихся от сети переменного тока ПО В, с емкостными входными фильтрами, то обычно необхо-! димо предусмотреть меры защиты от бросков тока перегрузки, предотвращающие выход из строя выпрямителя. На рис. 9 показан один из возможных методов.

В этой схеме для обеспечения ограничения бросков тока перегрузки используется последовательный резистор Кпосл. После того как конденсатор фильтра зарядится, Ti получает триггерный сигнал от схемы управления через

Tpl и закорачивает /?посл. При этом устраняется большое рассеяние мощности на этом сопротивлении. Триггерный сигнал для может быть получен или от выхода генератора (вывод 14), или от одного из выходов схемы МС3420. Если используется выход генератора, то необходимо обеспечить временную задержку сигнала на выводе запрет , с тем чтобы держать его при низком потенциале до тех пор, пока конденсатор Ci не зарядится.

При использовании сигнала с выходных выводов схемы для получения временной задержки может использоваться начальная часть временного цикла мягкого пуска. Однако использование сигнала с выходного вывода генератора имеет то преимущество, что относительная продолжительность его работы составляет 50 %, независимо от того, какую относительную продолжительность работы имеют сигналы на выходах схемы. Это может упростить схему управления трансформатором Tpl.

Подчинение. В некоторых применениях, когда, например, один ШИМ-ин-вертор/преобразователь используется для питания другого, может быть желательна их синхронизация по частоте. Это может быть выполнено с многими МС3420, как показано на рис. 10 От одной ведущей МС3420 могут быть ведомы две схемы МС3420.

(15 В, 2 А)-преобразователь постоянного напряжения в постоянное. Рис 11

иллюстрирует применение схемы МС3520 в ключевом ШИМ-источнике питания использующем один последовательно включенный ключевой элемент (описание cipyKTyp ключевых ШИМ источников питания см. приложение). Последовательно включенный ключевой транзистор Ti прерывает входное напряжение постоянного тока Ux с частотой ~25 кГц, и для получения выходного напряжения постоянного тока этот прерывистый сигнал фильтруетгч с помощью Li и С\. Частота устанавливается с помощью Ri и Сз, и так как выходы схемы МС3520 соединяются между собой, образуя логическую схему И.ЛИ , то fo вдвое больше, чем это дается уравнением (1) и рис. 7. С/вых стабилизируется за счет сравнения его величины с величиной опорного напряжения схемы МС3520 и усиления напряжения ошибки с помощью У]. Выход 1 подводится к МС3520 для того, чтобы обеспечить сигнал ШИМ для

Ведомые

Пил. напр. Вых. Вх. вых.трг.

Рис. 10. Включение МС3420 по схеме ведущий - ведомый.