Obvod L6699 pro LLC zdroje od firmy STMicroelectronics®

Snad už každý zaregistroval změnu v konstrukci napájecích částí aplikací, kde se dříve používaly klasické transformátory. Ve velké části aplikací dnes však najdeme mnohem modernější zdroje a to zdroje spínané.

Stejně jako v každém jiném odvětví, tak i v oblasti spínaných napájecích zdrojů jde vývoj rychle kupředu a vznikají nové obvody, které vyhovují stále vzrůstajícím nárokům jak uživatelů, tak i novým požadavkům, které jsou dané normami. Mezi normy, které v poslední době ovlivňují návrh spínaných zdrojů, jmenujme alespoň ErP, která klade velký důraz na spotřebu zdrojů v momentu, kdy jsou bez zátěže.

Jedním z nejnovějších přírůstků řídicích obvodů pro spínané zdroje je obvod L6699. Tento obvod je určen pro měniče pracující v rezonančním módu, které jsou vhodné pro zdroje přibližně s výkony 75 W až 600 W. Obvod je zapouzdřen v pouzdru SO16, z čehož lze usoudit, že obsahuje pouze řídicí obvody s budiči výkonových tranzistorů. Výkonové tranzistory je pak nutné připojit externě. To dává možnost zvolit optimální tranzistory podle potřeb aplikace.

Obr. 1 Typické zapojení rezonančního měniče spolu s PFC

Interní zapojení vychází ideově z typu L6599A. V novém obvodu však najdeme řadu „vylepšení“, které posouvají kvalitu spínaných zdrojů opět o velký kus kupředu.

Prvním vylepšením je automatické nastavování tzv. „mrtvého času“ v rozsahu 200 ns až 700 ns podle velikosti zátěže. Změna délky „mrtvého času“ umožňuje optimalizovat dobu sepnutí výkonových tranzistorů na moment, kdy je na jejich přechodech nulové napětí. Díky této optimalizaci doby sepnutí dochází pak ke snížení ztrát v měniči (transformátor, rezonanční obvod) a tím ke zvýšení jeho účinnosti a to zejména při nízkých zatíženích, tj. například kdy se zařízení nachází v režimu snížené spotřeby. Pro lepší představu, účinnost spínaných zdrojů s novými obvody L6699 je i při výkonu pouhých 250 mW větší než 50 %! Pokud budou spínané zdroje s tímto novým typem obvodů dobře navrženy, vyhoví tyto zdroje i normě ErP VI.

Druhým vylepšením je schopnost extra „soft-startu“. Tato možnost přijde vhod zvláště při velkých zátěžích, kdy omezí podstatným způsobem počáteční nárazový proud. I když se to nemusí zdát jako výhoda, oceníme ji například v momentu, kdy budeme mít více podobných zdrojů na jedné fázi a nebudeme moci ovlivnit čas jejich zapnutí (synchronizace). V momentu, kdy zapnou všechny spínané zdroje v jeden okamžik, vzniká velmi velký nárazový proud, na který spolehlivě zareaguje jinak dobře dimenzovaná ochrana.

Dalším vylepšením je tzv. „soft burst mode“, který zabraňuje vzniku akustického ruchu v momentu nízkého zatížení zdrojů, kdy měniče přechází do „burst“ režimu.

Mezi výhody nového obvodu lze počítat i nízký „start-up“ proud, který je pouhých 300 μA, což zjednodušuje návrh start-up obvodů a při tom negativně neovlivňuje vlastnosti celého spínaného zdroje.

Obvody L6699 pro LLC měniče jsou navrženy pro spolupráci s dalšími obvody např. L6563H, což je obvod pro korekci účiníku a zejména pak SRK2000, což je řídicí obvod pro synchronní usměrňovače. Obvody pro korekci účiníků jsou dnes již nutné u většiny spínaných zdrojů s větším výkonem. Možnost synchronního usměrnění snižuje ztráty na usměrňovacích diodách tím, že tyto jsou nahrazeny výkonnými polem řízenými tranzistory, které mají nižší ztráty než usměrňovací diody.

Jak je z výše uvedeného vidět, pokud konstruktér využije všech možností nových obvodů L6699, dokáže navrhnout velmi kvalitní zdroje, které vyhoví jak požadavkům současné legislativy, tak i takové, které najdou velmi široké použití v řadě výrobků jako jsou např. televize, monitory, síťové adaptéry, ale i a mnoho průmyslových zdrojů napětí, nebo moderní výkonová svítidla. Všude tam, kde je třeba spínaný zdroj s vysokou účinností.

Aktuální informace o novinkách od firmy STMicroelectronics® z této, ale i mnoha dalších oblastí, můžete najít na webových stránkách http://www.st.com. Cenové nabídky je pak možné vyžádat u distributorů.