Bouw van voedingen met Diotec-componenten

Correct geselecteerde componenten vergemakkelijken de bouw van moderne, energiezuinige voedingen. Maar om de werking van het apparaat maximaal te optimaliseren, zijn er elementen nodig die zijn ontworpen en geproduceerd met het oog op dergelijke toepassingen. Dergelijke oplossingen biedt Diotec Semiconductor.

In dit artikel presenteert TME uit haar aanbod een overzicht van de producten van het merk Diotec die kunnen worden gebruikt in voedingscircuits en bijbehorende functionaliteiten als vermogensfactorcorrectie, pulsopwekking en overspanningsbeveiliging. De oplossingen van de fabrikant maken het mogelijk om apparaten te construeren die zich onderscheiden door hoge efficiëntie en voldoen aan de steeds hogere eisen van de moderne energie- en voedingsmarkt.

Actieve beperking van de inschakelstroom

Het onderstaande schema toont een eenvoudige en tegelijkertijd energiezuinige manier om de inschakelstroom in een schakelende voeding te beperken. Na het inschakelen van de netvoeding beperkt een weerstand de inschakelstroom tot een geschikte waarde voor de ingangsbrug en de condensator in het DC-circuit. Wanneer de spanning van de condensator ongeveer 90% van de DC-spanning in het circuit bereikt, schakelt de Schmitt-trigger de MOSFET-transistor in (de DC-spanning wordt over de AC-component gelegd, het ontwerp moet rekening houden met deze schommelingen). De ingeschakelde MOSFET overbrugt de weerstand, wat de vermogensverliezen aanzienlijk vermindert. De uitgang van de Schmitt-trigger moet in staat zijn om de vereiste laadstroom van de MOSFET-gate te leveren, terwijl de TVS-diode de gate beschermt tegen overmatige spanning.

In het geval van een stroomuitval en een daling van de condensatorspanning onder 90% van de minimale DC-spanning, schakelt de MOSFET ook uit. Wanneer de voeding terugkeert, beperkt de weerstand opnieuw de inschakelstroom. Hierdoor is het gepresenteerde circuit veiliger dan eenvoudige inschakelstroombeperking met een NTC-thermistor, die zelfs enkele minuten nodig kan hebben om af te koelen en opnieuw een hoge weerstand te bereiken.

Hieronder komen de verschillende Diotec-componenten aan de orde, die in dit voorbeeldcircuit worden gebruikt.

Gelijkrichterbruggen

Bij de bouw van voedingen die direct op het net zijn aangesloten, zijn de prestaties en het vermogen om een lage temperatuur te handhaven, zelfs bij aanzienlijke belasting, belangrijke parameters van gelijkrichterbruggen. Er zijn hiervoor SMD- en THD-componenten beschikbaar die geschikt zijn voor een- en driefasige ingangen.

Kenmerken:

• Maximale terugwaartse spanning 3 kV.
• Doorlaatstroom tot 50 A (450 A in puls).
• Beschikbaar in behuizingen geschikt voor montage van een koellichaam.
• Versies in standaardformaten voor doorsteek- en oppervlaktemontage.

Gelijkrichtdioden

Het aanbod van Diotec-gelijkrichtdioden omvat zowel universele componenten als gespecialiseerde producten met specifieke eigenschappen. Een voorbeeld van de laatste zijn dioden die bestand zijn tegen lawine-doorbraak, gebruikt in hoogspanningscircuits die gevoelig zijn voor storingen vanuit de voedingslijn. In voedingen worden ze gebruikt bij het leveren van energie aan de PWM-controller of schakelingstransistors (bootstrap). Diotec produceert ook supersnelle dioden voor circuits voor vermogensfactorcorrectie (PFC).

Kenmerken:

• Gelijkrichtdioden met een doorlaatstroom tot 80 A/300 A (1,45 kA in puls).
• Tolerantie van de terugwaartse spanning tot 24 kV.
• Beschikbaarheid van THT- en SMTD-modellen, evenals schroefbare aansluitingen.
• Speciale varianten voor de automotive-industrie.
• Versies met dubbele structuren (inclusief seriële).
• Lage lekstromen (zelfs 0,1 µA).

Andere dioden

Er zijn ook speciale dioden die worden gebruikt in verschillende soorten voedingen, voornamelijk in beschermingscircuits. Dit zijn TVS-dioden, oftewel overspanningsdioden, die dienen voor het aarden van aanzienlijke impulsen. Een ander gespecialiseerd type zijn CRD-elementen (Current Regulator Diode), die een nauwkeurig bepaalde stroom mogelijk maken, bijvoorbeeld voor het voeden van LED-indicatoren, complexe halfgeleidercircuits (microcontrollers) en acculaadregelaars.

Kenmerken Zener-dioden:

• Zener-spanning van 0,71 V tot 200 V.
• Dissipatievermogen van 0,2 W tot 5 W.
• SMT- en THT-versies, enkelvoudig en dubbel.
• Beschikbaarheid van versies met verhoogde precisie (±2%).
• Modellen gecertificeerd voor automotive-toepassingen.

Spanningsregelaars

Diotec produceert ook spanningsregelaars. Er zijn niet-regelbare versies (met een vaste uitgangsspanning) en regelbare versies (lineair, ingesteld door het aansluiten van enkele componenten). Een belangrijk onderdeel van het aanbod zijn LDO-regelaars, oftewel Low Dropout, die een stabiele uitgangsspanning handhaven, zelfs wanneer de ingangsspanning slechts iets hoger is dan de uitgangsspanning.

Kenmerken:

• Regelaars met een uitgangsspanning van -24 V tot 24 VDC en stroomcapaciteit tot 3 A.
• Ingangsspanningsbereik van -27 V tot 60 VDC.
• Keuze uit klassieke formaten THT (TO92) en SMT (SOT23).
• Geminimaliseerde spanningsval (zelfs 20 mV).
• Brede temperatuurbereiken (bijvoorbeeld -55 °C tot 150 °C).

MOSFET-transistors

Ook in het portfolio van Diotec zijn MOSFET-transistors, die geschikt zijn voor gebruik in schakelende voedingen.

Kenmerken:

• Versies met N- of P-kanaal en multikanaal.
• Werking met drain-source spanningen tot 1,7 kV en drainstromen tot 374 A.
• Dissipatievermogen tot 750 W.
• Versies vervaardigd in siliciumcarbide (SiC) technologie, speciaal beschermd tegen elektrostatische ontladingen, geschikt voor toepassingen in de automotive-industrie.

Andere transistors

Diotec biedt ook andere transistors die worden gebruikt in voedingen en omvormers, voornamelijk bipolaire en IGBT.

Kenmerken:

• Collector-emitter spanningen tot 700 VAC voor bipolaire transistors en 1,35 kV voor IGBT.
• Werkfrequentie tot 600 MHz (bipolair) en de inschakeltijd is verkort tot 13,5 ns, en uitschakeltijd tot 130 ns (IGBT);
• Collectorstroom in het geval van IGBT bereikt 100 A.
• Beschikbaarheid in THT- en SMT-behuizingen.

Verder lezen

De originele tekst van dit door TME verzorgde artikel is hier te vinden.