Еще несколько лет назад можно было смело утверждать, что в системных блоках питания используется только микросхема TL494 или ее полные аналоги, выпускаемые под другой маркировкой. Естественно, что это утверждение касалось блоков питания с двухтактной схемой инвертора – в однотактных блоках питания безраздельно господствовали микросхемы семейства UC3842. Применение в блоках питания других микросхем было большим исключением, и такие блоки питания воспринимались, как нечто оригинальное, нестандартное и эксклюзивное. Сейчас ситуация изменилась, и в современных блоках питания можно увидеть уже совершенно другие микросхемы. Одной из таких «новинок» является KA3511.
Несмотря на все удобства применения микросхемы TL494 для проектирования системных блоков питания, а это и низкая стоимость микросхемы, и отработанные годами схемотехнические решения ее применения и массовость микросхемы, все чаще можно встречаться с ШИМ-регуляторами нового поколения. И эта смена поколения далеко не случайна, пожалуй, даже можно сказать, что смена поколений элементной базы системных блоков питания слишком и неоправданно затянулась.
Различные современные стандарты, изменившиеся в сторону ужесточения, новые требования к параметрам выходных напряжений и токов, возросшие в несколько раз мощности, потребляемые современными компьютерами, появление радиоэлементов с улучшенными характеристиками – все это приводит к необходимости разработки новых микросхем, удовлетворяющих этим изменениям.
И такие микросхемы существуют и начинают все шире и шире применяться в блоках питания. Наверное, все специалисты, сталкивающиеся в своей работе с ремонтом блоков питания, производимыми компанией Power Man, уже отметили наличие в них разных новых микросхем.
Так, например, в блоке питания Power Man модели FSP250-GTA используется микросхема KA3511, о которой и хотелось бы поговорить.
Микросхема KA3511, производимая компанией FAIRCHILD, известна также под маркировкой AN4003 и разработана специально для применения в блоках питания персональных компьютеров (чего, например, нельзя сказать о TL494, являющейся микросхемой широкого применения).
Использование микросхемы KA3511 позволяет значительно упростить схему блока питания, а, значит, и повысить технологичность его производства, что однозначно сказывается на стоимости. Упрощение схемотехники блока питания осуществляется за счет исключения целого ряда различных схем и узлов. Так, например, при использовании микросхемы KA3511, производителю блока питания нет необходимости разрабатывать такие его узлы, как:
- схему формирования сигнала Power Good;
- схему удаленного запуска с помощью сигнала PS-ON;
- схему защиты от превышения выходных напряжений.
Таким образом, получается, что практически все элементы современного блока питания, за исключением силового преобразователя и дежурного источника питания, могут иметь интегральное исполнение. Куда уж проще!
Ознакомится с особенностями микросхемы KA3511 мы предлагаем путем изучения ее функциональной схемы (рис.1) и описания сигналов по таблице1.
Рис.1 Функциональная блок-схема ШИМ-контроллера KA3511
Таблица 1. Описание контактов и сигналов микросхемы KA3511
|
№ |
Сигнал |
Вх/Вых |
Описание |
|
1 |
VCC |
Вход |
Напряжение питания. Микросхема работоспособна при напряжении от 14 до 30В. |
|
2 |
COMP |
Выход |
Выход усилителя ошибки. Внутри микросхемы соединен с неинвертирующим входом ШИМ-компаратора. На этом выводе формируется напряжение, являющееся разностью входных напряжений усилителя ошибки (конт.3 и конт.4). |
|
3 |
E/A- |
Вход |
Инвертирующий вход усилителя ошибки. На этот вход подается опорное напряжение 1.25В от внутреннего источника. |
|
4 |
E/A+ |
Вход |
Не инвертирующий вход усилителя ошибки. Этот вход можно использовать для контроля выходных напряжений блока питания, т.е. этот контакт можно считать входом сигнала обратной связи. |
|
5 |
TREM |
- |
Контакт управления задержкой сигнала ON/OFF (сигнала управления включением блока питания). К этому выводу подключается времязадающий конденсатор. Если конденсатор имеет емкость 0.1 мкФ, то задержка при включении (Ton) составляет 8 мс (за это время конденсатора заряжается до уровня 1.8 В), а задержка при выключении (Toff) составляет 24 мс (за это время напряжение на конденсаторе при его разряде уменьшается до 0.6 В). |
|
6 |
REM |
Вход |
Вход сигнала включения/выключения блока питания. В спецификации на разъемы блоков питания ATX этот сигнал обозначается, как PS-ON. Сигнал REM является сигналом TTL и сравнивается внутренним компаратором с опорным уровнем 1.4В. Если сигнал REM становится ниже 1.4 В микросхема ШИМ запускается и блок питания начинает работать. Если же сигнал REM установлен в высокий уровень (более 1.4 В), то микросхема отключается, а соответственно отключается и блок питания. На этом контакте напряжение может достигать максимального значения 5.25 В, хотя типовым значением является 4.6 В. |
|
7 |
RT |
- |
Частотозадающий резистор внутреннего генератора. |
|
8 |
CT |
- |
Частотозадающий конденсатор внутреннего генератора. |
|
9 |
DET |
Вход |
Вход детектора превышения напряжения. Сигнал этого контакта сравнивается внутренним компаратором с опорным напряжением 1.25 В. Этот вход может использоваться для контроля питающего напряжения микросхемы, что обеспечивает ее защиту от работы при повышенном напряжении. |
|
10 |
TPG |
- |
Контакт управления задержкой формирования сигнала PG (Power Good – питание в норме). К этому выводу подключается времязадающий конденсатор. Конденсатор емкостью 2.2 мкФ обеспечивает временную задержку 250 мс. Опорными напряжениями для этого времязадающего конденсатора являются 1.8 В (при заряде) и 0.6 В (при разряде). Т.е. при включении блока питания сигнал PG установится в высокий уровень в момент, когда на этом времязадающем конденсаторе напряжение достигнет 1.8 В. А при выключении блока питания, сигнал PG установится в низкий уровень в момент, когда конденсатор разрядится до уровня 0.6 В. Типовое напряжение на этом выводе 2.9 В, что позволяет избежать случайного срабатывания сигнала PG и обеспечивает защиту от «шумов». |
|
11 |
PG |
Выход |
Сигнал Power Good – питание в норме. Высокий уровень сигнала означает, что все выходные напряжения блока питания соответствуют номинальным значениям, и блок питания работает в штатном режиме. Низкий уровень сигнала означает неисправность блока питания. |
|
12 |
VREF |
Выход |
Высокопрецизионное опорное напряжение с допустимым отклонением не более ±2%. Типовое значение этого опорного напряжения составляет 5.03 В. |
|
13 |
V3.3 |
Вход |
Сигнал защиты от превышения напряжения в канале +3.3 В. |
|
14 |
V5 |
Вход |
Сигнал защиты от превышения напряжения в канале +5 В. |
|
15 |
V12 |
Вход |
Сигнал защиты от превышения напряжения в канале +12 В. |
|
16 |
PT |
Вход |
Вход дополнительного сигнала защиты от превышения напряжения. Этот вход может использоваться для организации защиты по какому-либо другому каналу напряжения. |
|
17 |
TUVP |
- |
Контакт для подключения времязадающего конденсатора схемы защиты от превышения напряжений. Конденсатор емкостью 2.2 мкФ, подключенный к этому выводу обеспечивает временную задержку 250 мс. Напряжение на конденсаторе сравнивается внутренним компаратором микросхемы с опорным напряжением 1.8В. После полного заряда конденсатора, на нем устанавливается напряжение 2.9В. |
|
18 |
GND |
- |
«Земля» |
|
19 |
DTC |
Вход |
Вход регулировки «мертвого» времени. Неинвертирующий вход внутреннего компаратора «мертвого» времени смещен на 0.12 В внутренним источником. Это позволяет задать минимальное значение «мертвого» времени для выходных импульсов. Регулируется «мертвое» время выходных импульсов путем подачи на вход DTC постоянного напряжения величиной от 0 до 3.3В |
|
20 |
C2 |
Выход |
Коллектор второго выходного транзистора. |
|
21 |
E |
- |
Эмиттеры выходных транзисторов. |
|
22 |
C1 |
Выход |
Коллектор первого выходного транзистора. |
