(blu V FLT, צהוב V IN, אדום I OUT, ירוק V OUT)
זרם יתר וקצר של העומס למתח האספקה הם האירועים הקשים ביותר שעלינו להתמודד במהלך פעולת הפלט הדיגיטלי. באירועים גרועים אלה, על שלבי התפוקה לשרוד ולהפיג את כל האנרגיה הנלווית. מלבד העומסים, המחוברים לשלבי הפלט, יש להגן מפני שיא הזרם שעלול להגיע לערכים בלתי צפויים.
על מנת לנהל בבטחה פסגות גבוהות מאוד של זרמים במהלך קצר במוצא למוצא האספקה משולב בלוק הגבלת זרם על השבב. כתוצאה מכך מותר רק ספייק זרם לזמן קצר; בדיוק הזמן הדרוש להתערבות במעגלי הגבלת הזרם, ולכן גזירת זרם המוצא המרבי באמצעות נגן חיצוני.
זה אותו הדבר במהלך עומס יתר קשה. זרם יציאה מוגבל פנימי אינו מספיק עם זאת; למעשה, אם משך הקצר או העומס יתר נמשך במהלך הזמן, הכוח המתפזר למכשיר כמו גם לעומס, הופך להיות חשוב ולכן גורם לחימום יתר המסוגל להרוס את המכשיר ו / או את העומס הכרוך בכך.
בגלל אותו "בלוק קצר חשמלי שאינו מפסיק" הובנה על שבב המגביל את משך זמן ההגבלה הנוכחי של הערוצים העמוסים יתר על המידה. משך הזמן, שנקרא זמן עיכוב זרם חיתוך (T Coff,), נקבע על ידי נגד חיצוני (R CoD) המחובר בין סיכת CoD למישור הקרקע SGND. לאחר זמן זה הערוצים נחים ב- OFF לזמן מה, שנקרא זמן עיכוב ההפעלה מחדש של שלב הכוח (tres), כדי למנוע השפלה של PCB במקרה של מספר גדול של ערוצים בתנאי עומס יתר ולהפחתת האנרגיה הזורמת במכשיר וגם עומסים.
אם במהלך ה- T Coff טמפרטורת הצומת של הערוצים העומסים יתר על המידה מגיעה לערך מוגדר פנימי (T JSD) חסימות ההגנה התרמית של הצומת, אחת לכל ערוץ, מכבות את הערוצים. הם מפעילים מחדש רק כאשר Tj חוזר מתחת לסף האיפוס.
ניתן להשבית את "בלוק הקצר קצר שאינו מפזר" המחבר את סיכת ה- CoD בקיצור עם מישור הקרקע SGND, ולכן רק ההגנה התרמית של הצומת פעילה לתוך ה- IPS4260L.
(אדום V FLT, כחול אני החוצה)
באיור 9 ו -10 צורות גל מדווחות על זרם פלט (Iout), בערוץ אחד ומתח אבחון (V FLT) בתנאי קצר חשמלי; כפי שניתן לראות בשתי הדמויות זרם המוצא, לאחר שיא קצר, מוגבל בערך קבוע.
באיור 9, בנוסף, אנו מדווחים על מתח המוצא של הערוץ הרלוונטי ועל מתח הכניסה העוקב אחר צורת הגל של מתח התקלה מכיוון שסיכות הכניסה של ה- IPS4260L משמשות למטרת אבחון.
באיור. 10, כאשר הפונקציה של "בלוק קצר חשמלי שאינו מפזר" מושבתת, אנו רואים שצריך צעד ארוך ראשון בכדי להגיע לכיבוי הצומת התרמי. אחרי זה הערוץ העמוס יתר על המידה כבוי, אז הולך לאפס את זרם הפלט המוגבל. אות האבחון של הערוץ העומס יתר על המידה גבוה בדרך כלל עד שהתערבות ההגנה התרמית מכבה אותו, באותה עת אבחון בסיכת FLT ובסיכת קלט רלוונטית נמוך, כך שמסמן את ההתערבות התרמית. פעולה רגילה מתחילה מחדש כאשר טמפרטורת הצומת, T J, חוזרת אל מתחת לסף האיפוס, T JSD - T JHYST, והמחזור מתחיל מחדש.
התנהגות עם עומס קיבולי
(Vout צהוב, Iout כחול, Vflt אדום)
IPS4260L יכול גם להניע עומס קיבולי ללא בעיות; הוא מסוגל להניע קבלים עם קיבול גבוה מאוד. באיור 11 מדווחים על צורות גל המניעות קבלים של 3.3mF / 63V. בשל הקיבול הגדול, זרם המוצא במהלך טעינת הקבל נמצא במגבלת זרם, כך שלא נראה את זרם הטעינה האמיתי אלא את זרם המגבלה שנקבע חיצונית על ידי הנגד. אחרי ה- T Coofאתה יכול לראות את ההתערבות "הגנה קצרה שאינה מפסיקה", כך שתפוקת החשמל הנטענת כבויה וכן לפי עומס יתר או קצר. כאשר הקבל טעון כמעט לחלוטין הזרם יורד מתחת להגבלת הזרם שנקבע: זה מוצג בבירור באיור 13 שבו ניתן לצפות באמצע גל הצבע הכחול בשינוי שיפוע פתאומי בזרם הטעינה עד שמגיעים לערך אפס (קבלים טעונה לחלוטין). כאשר קבל המוצא טעון ואתה נותן מתח נמוך לקלט ההתנהגות של סיכת ה- OL מתאימה למקרה הקצר ל- GND, בגלל המתח עליו. פירוש הדבר שבמצב OFF (מתח כניסה נמוך) אות האבחון של פין OL (גבוה בדרך כלל) נמוך (ראה טבלת האמת באיור 12).
(Vout צהוב, Iout כחול, Vflt אדום)
VI. סיכום
הוצג מתג צדדי מרובע מונוליטי חכם. מתג ההפעלה החכם החדש (IPS) מספק דיוק משופר כדי למזער את הפסדי האנרגיה ולמנוע שגיאות מערכת כאשר מתרחשות תקלות. יתרונות אלה מושגים באמצעות טכנולוגיית Multipower-BCD מהדור האחרון של ST, המאפשרת מגבלת זרם עומס יתר לתכנות לשמירה על תנאי הספק יציבים בזמן שהמערכת מתאוששת.
על ידי מתן פיתרון משולב לארבעה ערוצי פלט, ה- IPS4260L גם מפשט את העיצוב, משפר את האמינות וחוסך מקום בלוח המחשבים. IC ארבע ערוצים חדש זה הוא תוספת חשובה לפורטפוליו של ה- IPS התעשייתי של ST, שכבר כולל מכשירי צד גבוהים יחידים, כפולים, מרובעים וערוצי אוקטה.
הפניות
"IPS4260L Quad מתג הפעלה אינטליגנטי בצד נמוך," גיליון נתונים, www.st.com.
"UM2297: תחילת העבודה עם STEVAL-IFP029V1 עבור מנהל ההתקן IPS4260L במהירות גבוהה מרובע בצד נמוך עם ממשק משתמש ייעודי" מדריך למשתמש, www.st.com.
על הסופר
מיכלאנג'לו מרקזה
מהנדס שיווק טכני בכיר
מתגי הפעלה חכמים (IPS) ומוצרי IO-Link
חטיבת המרה לתעשייה וכוח
ST מיקרו אלקטרוניקה