Шумахер У. Полупроводниковая электроника
.pdfINFSEMI_2-Text.fm, стр. 112 из 589 (September 3, 2010, 15:11)
112 3. Силовые полупроводниковые приборы
Алгоритм выбора стабилизатора напряжения по потребляемому току
|
Стабилизаторы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потребляемый ток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
напряжения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< 250 мкА |
> 250 мкА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 4250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Блокировка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Блокировка |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
TLE 4251 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Многоканальные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стабилизаторы |
|
|
|
|
|
Сброс |
|
|
|
|
|
|
Сброс |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сброс |
|
|
|
|
Сброс |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Есть |
Нет |
|
|
|
|
|
Есть |
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
Есть |
|
|
|
Нет |
Есть |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 4452 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 4266-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 4264 |
TLE 4270 |
TLE 4266 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
TLE 4470 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
TLE 4471 |
|
|
|
|
|
TLE 4276 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 4284 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
TLE 4473 |
|
|
|
|
|
TLE 4286 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
TLE 4476 |
|
|
|
|
|
TLE 4296 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
TLE 7469 |
|
|
|
|
|
TLE 4296-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Сторожевой |
|
|
|
Сторожевой |
|
|
|
|
|
|
|
Вывод |
|
|
|
|
|
|
|
Сторожевой |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
Неавтомобильные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
таймер |
|
|
|
|
таймер |
|
|
|
|
|
|
|
Power Good |
|
|
|
|
|
|
|
|
таймер |
|
|
||||||||||||||||||||
|
источники питания |
|
|
|
|
Есть |
Нет |
|
|
|
Есть |
Нет |
|
|
|
Есть |
|
|
Нет |
|
|
|
|
|
|
|
Нет |
|
|
Есть |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 7273 |
|
|
|
TLE 4268 |
|
|
|
|
|
TLE 4290 |
TLE 4274 |
|
|
|
|
TLE 4262 |
TLE 4271-2 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
TLE 4117 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 4278 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 4264-2 |
|
TLE 4267 |
TLE 4263 |
|||||||||||||||||||||||||
|
TLE 4305 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 7274 |
|
|
|
|
TLE 4287 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
TLE 4307 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
TLE 4317 |
|
|
Система раннего |
|
|
|
|
Система раннего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
TLE 4417 |
|
|
предупреждения |
|
|
|
|
предупреждения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
TLE 4418 |
|
|
Есть |
Нет |
|
|
|
|
Нет |
|
|
|
|
Есть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
IFX1117 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
TLE 4299 GM |
TLE 7272 |
|
TLE 4275 |
TLE 4269 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 4285 |
TLE 4279 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 4295 |
TLE 4299-G |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TLE 7270 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.79. Выбор стабилизатора напряжения по потребляемому току.
системы, которые остаются в рабочем со- |
Основное достоинство применения дан- |
||||
стоянии, когда автомобиль находится на |
ных устройств состоит в том, что в случае |
||||
стоянке, разрабатываются, исходя из крите- |
короткого замыкания на выходе следящего |
||||
рия минимального потребления тока. Та- |
стабилизатора основное напряжение пита- |
||||
ким образом, древовидная схема выбора, |
ния не изменяется. Кроме того, дополни- |
||||
представленная на Рис. 3.79, в самом верху |
тельное преимущество заключается в рас- |
||||
разделяется на две ветви: на стабилизаторы |
пределении тепловых потерь на печатной |
||||
с низким потребляемым током и стабилиза- |
плате между несколькими приборами. Ос- |
||||
торы с высоким потребляемым током. |
новной |
областью применения |
следящих |
||
Сильно разветвленное дерево говорит о |
стабилизаторов |
напряжения |
компании |
||
том, что линейка стабилизаторов напряже- |
Infineon, являются, например, контроллеры |
||||
ния, представленная |
компанией Infineon, |
датчиков. Поскольку выходное напряжение |
|||
может удовлетворять |
фактически любым |
следящего стабилизатора можно отклю- |
|||
требованиям заказчиков, производящих ав- |
чить путём подачи запрещающего сигнала, |
||||
томобильное электрооборудование. В верх- |
потребляемый ток, а с ним и расход топли- |
||||
нем левом углу представлены следящие ста- |
ва, может быть снижен. Конечно же, суще- |
||||
билизаторы напряжения (voltage tracker), |
ствует |
также |
возможность использовать |
||
которые используются в качестве буферов |
следящие стабилизаторы в качестве верх- |
||||
для питания дополнительных устройств. На |
них ключей для коммутации малых нагру- |
||||
Рис. 3.80 представлены различные вариан- |
зок. |
|
|
|
|
ты применения этих универсальных уст- |
Древовидная |
схема, приведённая на |
|||
ройств. Помимо одноканальной модели, в |
Рис. 3.81, позволяет пользователю подоб- |
||||
разработке находятся ещё две модели: |
рать подходящее устройство по известному |
||||
TLE 4252 — с одним выходом на 200 мА и |
выходному току. Обе схемы выбора с послед- |
||||
TLE 4452 — с двумя выходами по 200 мА. |
ними данными можно найти в Интернете. |
INFSEMI_2-Text.fm, стр. 120 из 589 (September 3, 2010, 15:12)
120 3. Силовые полупроводниковые приборы
очевидной. В компании Infineon данная |
кий ток покоя, так как в ней используется |
|||||||||||||
идея была последовательно реализована для |
современный |
стабилизатор |
напряжения |
|||||||||||
всех трёх типов трансиверов. В каждом слу- |
TLE 4299. |
|
|
|
|
|
||||||||
чае на втором уровне есть ветвь, позволяю- |
3.6.7. ИС интеллектуальных систем |
|||||||||||||
щая выбрать между собственно трансиве- |
||||||||||||||
ром и CAN-LDO. |
|
|
|
питания |
|
|
|
|
||||||
Как видно из названия, CAN-LDO со- |
В ближайшем будущем системные ин- |
|||||||||||||
держит не только стандартный CAN-тран- |
||||||||||||||
тегральные ИС в виде специализированных |
||||||||||||||
сивер, но и стабилизатор с низким падени- |
||||||||||||||
интеллектуальных силовых ИС выйдут на |
||||||||||||||
ем напряжения (LDO), который может ис- |
||||||||||||||
лидирующие позиции рынка. Например, в |
||||||||||||||
пользоваться для различных целей. |
|
|||||||||||||
|
дверном модуле автомобиля уже осущест- |
|||||||||||||
Например, ИС TLE 6266 была разрабо- |
||||||||||||||
вляется |
интеграция функций |
источника |
||||||||||||
тана |
для низкоскоростных помехозащи- |
|||||||||||||
питания и передачи данных, выполняемых |
||||||||||||||
щённых шин. Её блок-схема и основные |
||||||||||||||
CAN-LDO микросхемой TLE6266 и много- |
||||||||||||||
параметры представлены на Рис. 3.91. |
||||||||||||||
функциональной |
мостовой |
ИС TLE7201. |
||||||||||||
ИС CAN-LDO второго поколения будут |
||||||||||||||
В электронном |
блоке |
управления можно |
||||||||||||
использоваться, |
например, в следующем |
|||||||||||||
выделить следующие функциональные бло- |
||||||||||||||
поколении дверных модулей. Их отличи- |
||||||||||||||
ки: питания, обмена данными, вычислений |
||||||||||||||
тельной особенностью является сверхниз- |
||||||||||||||
(+ память), обработки сигналов и исполни- |
||||||||||||||
кий ток потребления в спящем режиме. |
||||||||||||||
тельные устройства. На Рис. 3.21 эти блоки |
||||||||||||||
Первое поколение ИС (TLE 6263) уже |
||||||||||||||
имеют различную окраску в зависимости от |
||||||||||||||
многие годы используется в серийно произ- |
||||||||||||||
типа: цифровой, аналоговый или силовой. |
||||||||||||||
водимых дверных модулях (см. Рис. 3.92). |
||||||||||||||
Как показано на этом рисунке, разбиение |
||||||||||||||
ИС TLE 6263 — стандарт для подобных |
||||||||||||||
на блоки может быть оптимизировано с ис- |
||||||||||||||
устройств. Вид печатной платы снизу пока- |
||||||||||||||
пользованием |
ноу-хау |
как |
пользователя, |
|||||||||||
зывает, что элементы установлены на плате |
||||||||||||||
так и |
производителя |
полупроводниковых |
||||||||||||
только с одной стороны, что помогает сни- |
||||||||||||||
приборов. На Рис. 3.94 представлены раз- |
||||||||||||||
зить затраты. Следующее поколение двер- |
||||||||||||||
личные варианты разбиения (с различным |
||||||||||||||
ных |
модулей, |
помимо |
TLE 6266, |
будет |
||||||||||
уровнем интеграции). |
|
|
|
|||||||||||
включать в себя также многофункциональ- |
|
|
|
|||||||||||
ИС систем питания применяются в сис- |
||||||||||||||
ный мост TLE 7201R, рассмотренный ра- |
||||||||||||||
темах, |
входящих в состав автомобильной |
|||||||||||||
нее. |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
электроники уже достаточно долгое время. |
|||||||||
ИС TLE 6272, предназначенная для вы- |
||||||||||||||
Одно из наиболее важных применений — |
||||||||||||||
сокоскоростных шин CAN, изготавливается |
||||||||||||||
контроллер подушек безопасности. На се- |
||||||||||||||
по технологии «кристалл рядом с кристал- |
||||||||||||||
годняшний день почти в каждом автомоби- |
||||||||||||||
лом» (chip-by-chip). Кристалл стабилизатора |
||||||||||||||
ле имеются четыре или более подушки бе- |
||||||||||||||
напряжения, изготовленный по традицион- |
||||||||||||||
зопасности, устанавливаемые в автомобиль |
||||||||||||||
ной биполярной технологии, совмещается в |
||||||||||||||
серийно. На Рис. 3.95 представлен полный |
||||||||||||||
стандартном корпусе SO-14 с кристаллом |
||||||||||||||
набор |
|
ИС, |
производимых |
компанией |
||||||||||
трансивера, |
изготовленным по новейшей |
|
||||||||||||
Infineon для этих целей и пользующийся |
||||||||||||||
технологии SPT. Поскольку кристаллы со- |
||||||||||||||
большим успехом на рынке. |
|
|
||||||||||||
единены с выводной рамкой, являющейся |
|
|
||||||||||||
Он состоит из датчиков, микроконтрол- |
||||||||||||||
кристаллодержателем, только через |
вывод |
|||||||||||||
лера, стабилизаторов напряжения, шинных |
||||||||||||||
GND, то ИС имеет очень высокую помехо- |
||||||||||||||
трансиверов и драйверов поджига пиропат- |
||||||||||||||
защищённость, а совместимость с отдель- |
||||||||||||||
рона. В разработке находится следующее по- |
||||||||||||||
ной ИС CAN обеспечивается использовани- |
||||||||||||||
коление данного набора микросхем, демон- |
||||||||||||||
ем одного и того же кристалла трансивера. |
||||||||||||||
стрирующее лидерство компании Infineon на |
||||||||||||||
Блок-схема |
и |
основные |
характеристики |
|||||||||||
рынке автомобильной электроники. |
||||||||||||||
TLE 6272 представлены на Рис. 3.93. |
|
|||||||||||||
|
Другими системами, в которых в боль- |
|||||||||||||
Для устройств, использующих однопро- |
||||||||||||||
ших количествах используются системные |
||||||||||||||
водную шину LIN, была разработана LIN- |
||||||||||||||
ИС, являются антиблокировочная система |
||||||||||||||
LDO микросхема TLE 6285. Как и высоко- |
||||||||||||||
тормозов (ABS) и электронная система кур- |
||||||||||||||
скоростные CAN-модули, она изготовлена |
||||||||||||||
совой устойчивости (ESP). Здесь компания |
||||||||||||||
по технологии «кристалл рядом с кристал- |
||||||||||||||
Infineon |
также |
демонстрирует |
широкий |
|||||||||||
лом» и отличается тем, что имеет сверхниз- |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|