Applicazione e sviluppo di alimentatori switching monolitici

Attualmente, gli alimentatori switching di media e piccola potenza si stanno sviluppando nella direzione dell'integrazione monolitica. In questo lavoro vengono descritte in dettaglio le caratteristiche prestazionali e le applicazioni tipiche dei vari alimentatori switching monolitici introdotti negli ultimi anni.

Il circuito integrato di alimentazione a commutazione monolitico presenta i vantaggi di un'elevata integrazione, prestazioni ad alto costo, il circuito periferico più semplice, il miglior indice di prestazione e può formare un alimentatore a commutazione isolato con alta efficienza e nessun trasformatore di frequenza di alimentazione. Dopo essere uscito a metà e alla fine degli anni '90, ha mostrato una forte vitalità. Attualmente è diventato il circuito integrato preferito per lo sviluppo di alimentatori switching a media e bassa potenza, alimentatori switching di precisione e moduli di potenza nel mondo. L'alimentatore switching da esso formato è equivalente all'alimentatore regolato lineare della stessa potenza in termini di costo e l'efficienza dell'alimentatore è notevolmente migliorata e il volume e il peso sono notevolmente ridotti. Ciò crea condizioni favorevoli per la promozione e la divulgazione di nuovi alimentatori switching.

L'alimentatore switching è noto come alimentatore ad alta efficienza e risparmio energetico, rappresenta la direzione di sviluppo dell'alimentatore regolato ed è ora diventato il prodotto principale dell'alimentatore regolato. Negli ultimi 20 anni, gli alimentatori a commutazione integrati si sono sviluppati nelle due direzioni seguenti.

La prima direzione è integrare il circuito di controllo, l'unità centrale dell'alimentatore switching. Nel 1997, i circuiti integrati del controller PWM (Pulse Width Modulation) sono stati sviluppati per la prima volta all'estero. Motorola, SiliconGeneral, Unitrode, ecc. hanno lanciato successivamente una serie di chip PWM. I prodotti tipici includono MC3520 e SG3524. , UC3842. Dagli anni '90, all'estero sono stati sviluppati chip PWM e PFM (modulazione di frequenza degli impulsi) ad alta velocità con una frequenza di commutazione di 1 MHz, come UC1825 e UC1864.

La seconda direzione è la centratura e l'alimentatore switching a bassa potenza realizza un'integrazione monolitica. Questo è più o meno diviso in due fasi: all'inizio degli anni '80, la Italo-Francese Semiconductor Co., Ltd. (SGS-Thomson) ha preso l'iniziativa nell'introduzione della serie L4960 di regolatori a commutazione monolitici. L'azienda ha introdotto la serie L4970A negli anni '90. Le sue caratteristiche sono che il modulatore di larghezza di impulso, lo stadio di uscita di potenza, il circuito di protezione, ecc. Sono integrati in un unico chip. Durante l'utilizzo, deve essere dotato di un trasformatore di frequenza di alimentazione per isolarlo dalla rete elettrica. ), alimentatore switching ad alta corrente (1,5 A ~ 10 A), alta efficienza (oltre il 90 percento). Ma in sostanza, è ancora un convertitore di alimentazione CC/CC.

Nel 1994, Power Corporation degli Stati Uniti ha sviluppato con successo per la prima volta al mondo un alimentatore switching monolitico a modulazione di larghezza di impulso isolato a tre terminali, che è stato salutato come un "alimentatore switching top". La prima generazione di prodotti è la serie TOPSwitch e la seconda generazione è la serie TOPSwitch-II, uscita nel 1997. Nel 1998, l'azienda ha lanciato la serie TinySwitch di quattro terminali ad alta efficienza, bassa potenza e basso costo alimentatori switching a chip singolo. Successivamente, Motorola ha introdotto nel 1999 l'alimentatore switching a chip singolo a cinque terminali della serie MC33370, noto anche come regolatore di commutazione dell'alimentazione ad alta tensione. Attualmente, l'alimentatore switching a chip singolo ha formato quattro serie e quasi 70 tipi di prodotti.