(blu V FLT ، أصفر V IN ، أحمر I OUT ، أخضر V OUT)
يعد التيار الزائد والقصير للحمل لجهد الإمداد من أقسى الأحداث التي يجب أن نواجهها أثناء عملية الإخراج الرقمي. في هذه الأحداث السيئة ، يجب أن تنجو مراحل الخرج من تبديد كل الطاقة المرتبطة بها. بالإضافة إلى الأحمال المتصلة بمراحل الإخراج ، يجب حمايتها من ذروة التيار التي يمكن أن تصل إلى قيم غير متوقعة.
من أجل الإدارة الآمنة للقمم العالية جدًا للتيارات أثناء ماس كهربائى للمخرجات لجهد الإمداد ، تم دمج كتلة الحد الحالية على الشريحة. نتيجة لذلك ، لا يُسمح إلا بحدوث ارتفاع حالي لفترة قصيرة ؛ فقط الوقت اللازم للتدخل في دائرة تحديد التيار ، وبالتالي قطع الحد الأقصى لتيار الخرج باستخدام المقاوم الخارجي.
هو نفسه خلال الحمل الزائد الصعب. تيار الإخراج المحدود داخليًا لا يكفي ؛ في الواقع ، إذا استمرت فترة الدارة القصيرة أو الحمل الزائد خلال الوقت ، فإن الطاقة المتناثرة في الجهاز وكذلك في الحمل ، تصبح مهمة ، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة القادرة على تدمير الجهاز و / أو الحمل المتضمن.
وبسبب ذلك ، فقد تم تضمين "كتلة دائرة قصر غير مشتتة" في رقاقة مما يحد من مدة حالة التقييد الحالية للقنوات المحملة بشكل زائد. يتم تحديد المدة ، المسماة وقت التأخير الحالي للقطع (T Coff ،) بواسطة مقاوم خارجي (R CoD) متصل بين دبوس CoD والمستوى الأرضي SGND. بعد هذا الوقت ، تبقى القنوات في وضع الإيقاف OFF لبعض الوقت ، تسمى زمن تأخير إعادة تشغيل مرحلة الطاقة (tres) ، لتجنب تدهور ثنائي الفينيل متعدد الكلور في حالة وجود عدد كبير من القنوات في ظروف التحميل الزائد ولتقليل الطاقة التي تتدفق في كلا الجهازين و الأحمال.
إذا وصلت درجة حرارة الوصلة للقنوات المحملة بشكل زائد أثناء T Coff إلى القيمة المحددة داخليًا (T JSD) لكتل الحماية الحرارية للتقاطع ، واحدة لكل قناة ، فقم بإيقاف تشغيل القنوات. يتم إعادة التشغيل فقط عندما يعود Tj إلى ما دون حد إعادة التعيين.
من الممكن تعطيل "كتلة الدائرة القصيرة غير المشتتة" التي تربط دبوس CoD باختصار مع المستوى الأرضي SGND ، وبالتالي فإن الحماية الحرارية للتقاطع هي فقط نشطة في IPS4260L.
(أحمر V FLT ، أزرق I OUT)
في الشكل 9 و 10 ، تشير الأشكال الموجية إلى تيار الإخراج (Iout) ، في قناة واحدة ، والجهد التشخيصي (V FLT) أثناء ظروف الدائرة القصيرة ؛ كما ترى في كلا الشكلين ، فإن التيار الناتج ، بعد ذروة قصيرة ، يكون محدودًا بقيمة ثابتة.
في الشكل 9 ، بالإضافة إلى ذلك ، قمنا بالإبلاغ عن جهد الخرج للقناة ذات الصلة وفولتية الإدخال التي تتبع شكل الموجة لجهد الخطأ لأن دبابيس الإدخال الخاصة بـ IPS4260L تستخدم لأغراض التشخيص.
في التين. 10 ، عندما يتم تعطيل وظيفة "كتلة دائرة قصر غير مشتتة" ، نرى أن هناك حاجة إلى خطوة أولى طويلة للوصول إلى إغلاق الوصلة الحرارية. بعد ذلك ، يتم إيقاف تشغيل القناة المحملة بشكل مفرط ، وبالتالي فإن التيار المحدود الناتج هو صفر. عادةً ما تكون الإشارة التشخيصية للقناة المحملة بشكل زائد عالية حتى يقوم تدخل الحماية الحرارية بإيقاف تشغيلها ، وفي ذلك الوقت ينخفض التشخيص في دبوس FLT وفي دبوس الإدخال ذي الصلة بحيث يشير إلى التدخل الحراري. يبدأ التشغيل العادي عندما تعود درجة حرارة الوصلة ، T J ، إلى ما دون حد إعادة التعيين ، T JSD - T JHYST ، وتبدأ الدورة مرة أخرى.
السلوك مع الحمل السعوي
(Vout أصفر ، أزرق Iout ، أحمر Vflt)
يمكن لـ IPS4260L أيضًا تشغيل حمولة سعوية دون مشاكل ؛ إنه قادر على تشغيل المكثفات بسعة عالية جدًا. في الشكل 11 ، تم الإبلاغ عن أن أشكال الموجة تقود مكثف 3.3mF / 63V. بسبب السعة الكبيرة ، يكون تيار الخرج أثناء شحن المكثف في حدود التيار ، بحيث لا نرى تيار الشحن الحقيقي ولكن تيار الحد المحدد خارجيًا بواسطة المقاوم. بعد T Coofيمكنك أن ترى تدخل "حماية ماس كهربائى غير مشتت" ، بحيث يتم إيقاف تشغيل خرج الطاقة المحمل وكذلك لكل حمل زائد أو ماس كهربائى. عندما يكون المكثف مشحونًا بالكامل تقريبًا ، ينخفض التيار إلى ما دون الحد الحالي المحدد: يظهر هذا بوضوح في الشكل 13 حيث يمكنك ملاحظة تغير مفاجئ في ميل تيار الشحن في منتصف الشكل الموجي باللون الأزرق حتى الوصول إلى القيمة الصفرية (مكثف) مشحونة بالكامل). عندما يتم شحن مكثف الخرج وتعطي جهدًا منخفضًا للإدخال ، فإن سلوك OL pin يتوافق مع حالة GND القصيرة ، بسبب الجهد الموجود عليها. هذا يعني أنه في حالة إيقاف التشغيل (جهد الدخل المنخفض) ، تنخفض الإشارة التشخيصية لدبوس OL (عادةً ما تكون عالية) (انظر جدول الحقيقة في الشكل 12).
(Vout أصفر ، أزرق Iout ، أحمر Vflt)
السادس. استنتاج
تم تقديم مفاتيح ذكية متجانسة رباعية الجوانب. يوفر مفتاح الطاقة الذكي الجديد (IPS) دقة محسّنة لتقليل فقد الطاقة إلى الحد الأدنى ومنع أخطاء النظام عند حدوث الأعطال. يتم تحقيق هذه المزايا باستخدام أحدث جيل من تقنية Multipower-BCD من ST ، والتي تسمح بحد أقصى للتيار الزائد القابل للبرمجة للحفاظ على ظروف طاقة مستقرة أثناء تعافي النظام.
من خلال توفير حل متكامل لأربع قنوات إخراج ، يبسط IPS4260L أيضًا التصميم ويعزز الموثوقية ويوفر مساحة لوحة الكمبيوتر. يعد هذا IC الجديد رباعي القنوات إضافة مهمة إلى محفظة ST من IPS الصناعية ، والتي تتضمن بالفعل أجهزة جانبية عالية أحادية وثنائية ورباعية وثمانية القنوات.
المراجع
"مفتاح الطاقة الذكي ذو الجانب المنخفض IPS4260L رباعي" ، ورقة البيانات ، www.st.com.
"UM2297: الشروع في استخدام STEVAL-IFP029V1 لبرنامج التشغيل الرباعي منخفض الجانب IPS4260L عالي السرعة مع واجهة مستخدم رسومية مخصصة" ، www.st.com.
عن المؤلف
مايكل أنجلو مارشيز
مهندس تسويق تقني أول -
محولات الطاقة الذكية (IPS) ومنتجات IO-Link
قسم التحويل الصناعي والطاقة
STMicroelectronics