Componentele bine alese facilitează proiectarea unor surse de alimentare moderne și eficiente energetic. Însă, pentru optimizarea funcționării dispozitivului, sunt necesare componente proiectate și fabricate special pentru astfel de aplicații. Diotec Semiconductor oferă astfel de soluții.
Mai jos prezentăm o imagine de ansamblu asupra produselor Diotec disponibile în oferta TME. Selecția a fost pregătită în principal pentru circuitele surselor de alimentare și pentru funcțiile asociate acestora: corecția factorului de putere, generarea impulsurilor, protecția la supratensiune etc. Soluțiile producătorului permit realizarea unor dispozitive cu eficiență ridicată, care răspund cerințelor tot mai mari ale pieței moderne de energie și alimentare.
Limitarea activă a curentului de pornire
Schema de mai jos prezintă o metodă simplă și, în același timp, eficientă energetic pentru limitarea curentului de pornire într-o sursă de alimentare în comutație. După conectarea la rețeaua de alimentare, rezistorul limitează curentul de pornire la o valoare adecvată pentru puntea redresoare de intrare și pentru condensatorul din circuitul DC. Când tensiunea pe condensator atinge aproximativ 90% din tensiunea DC a circuitului, triggerul Schmitt activează tranzistorul MOSFET. Deoarece tensiunea DC este suprapusă peste componenta AC, proiectarea circuitului trebuie să țină cont de aceste variații.
Schema circuitului care limitează automat curentul de pornire în sursa de alimentare.
După activare, MOSFET-ul șuntează rezistorul, reducând semnificativ pierderile de putere. Ieșirea triggerului Schmitt trebuie să poată furniza curentul necesar pentru încărcarea porții MOSFET-ului, în timp ce dioda TVS protejează poarta împotriva supratensiunilor.
În cazul unei întreruperi a alimentării de la rețea și a scăderii tensiunii pe condensator sub 90% din tensiunea DC minimă, MOSFET-ul se dezactivează. Când alimentarea revine, rezistorul limitează din nou curentul de pornire. Din acest motiv, circuitul prezentat este mai sigur decât limitarea simplă a curentului de pornire cu ajutorul unui termistor NTC, care poate avea nevoie chiar și de câteva minute pentru a se răci și pentru a reveni la o rezistență ridicată.
Mai jos prezentăm o imagine de ansamblu asupra ofertei Diotec, care include toate semiconductoarele de bază utilizate în acest exemplu de circuit.
Punți redresoare
La proiectarea surselor de alimentare conectate direct la rețea, parametrii importanți ai punților redresoare sunt eficiența și capacitatea de a menține o temperatură redusă chiar și la sarcini semnificative. Oferta Diotec Semiconductor include componente SMD și THT adaptate pentru intrări monofazate și trifazate.
- Tensiune inversă maximă de până la 3 kV;
- Curent de conducție de până la 50 A, respectiv 450 A în impuls;
- Versiuni disponibile în capsule adaptate pentru montaj pe radiator;
- Formate standard pentru montaj prin lipire și montaj pe suprafață.
Diode redresoare
Oferta de diode redresoare Diotec include atât componente universale, cât și produse specializate, cu proprietăți specifice. Un exemplu îl reprezintă diodele rezistente la străpungerea în avalanșă, utilizate în circuite de înaltă tensiune expuse la perturbații provenite din linia de alimentare. În sursele de alimentare, acestea sunt utilizate pentru alimentarea controlerului PWM sau a tranzistoarelor convertorului în comutație, în configurații de tip bootstrap. Diotec produce, de asemenea, diode ultrarapide destinate circuitelor de corecție a factorului de putere (PFC – Power Factor Correction).
- Diode redresoare cu un curent de conducție de până la 80 A / 300 A, respectiv 1,45 kA în impuls;
- Toleranță la tensiune inversă de până la 24 kV;
- Disponibilitate în variante THT și SMD, precum și în versiuni cu conectare prin șurub;
- Variante speciale pentru industria auto;
- Versiuni cu structuri duble, inclusiv conectate în serie;
- Curenți de scurgere reduși, chiar și 0,1 µA.
Alte diode
Merită menționate și diodele speciale utilizate în diferite tipuri de surse de alimentare, în special în circuitele de protecție. Este vorba despre diodele TVS, adică diode pentru protecție la supratensiune, care limitează impulsurile tranzitorii și le deviază către masă. Al doilea tip specializat îl reprezintă componentele CRD (Current Regulator Diode), care permit obținerea unui curent precis stabilit, de exemplu pentru alimentarea LED-urilor indicatoare sau chiar a unor circuite semiconductoare complexe, precum microcontrolere, controlere de încărcare a bateriilor etc.
Diodele Zener disponibile în oferta Diotec acoperă o gamă largă de parametri și formate:
- Tensiune Zener de la 0,71 V la 200 V;
- Putere disipată de la 0,2 W la 5 W;
- Versiuni SMD și THT, simple și duble;
- Versiuni disponibile cu precizie ridicată, de ±2%;
- Modele certificate pentru aplicații auto.
Stabilizatoare de tensiune
Oferta Diotec nu include doar diode. Producătorul realizează și o gamă largă de circuite semiconductoare complementare, cum sunt stabilizatoarele de tensiune. Sunt disponibile versiuni liniare cu tensiune de ieșire fixă, precum și versiuni reglabile, a căror tensiune de ieșire este setată prin conectarea unor componente externe. Un element important al ofertei îl reprezintă stabilizatoarele cu caracteristică LDO (Low Dropout), care mențin o tensiune de ieșire stabilă chiar și atunci când tensiunea de intrare este doar puțin mai mare decât tensiunea de ieșire.
- Stabilizatoare cu tensiune de ieșire de la -24 V la 24 V DC și curent de ieșire de până la 3 A;
- Interval al tensiunii de intrare de la -27 V la 60 V DC, pentru întreaga ofertă;
- Opțiuni în formate clasice THT, precum TO-92, și SMT, precum SOT-23;
- Cădere de tensiune minimizată, chiar și 20 mV;
- Intervale largi ale temperaturii de funcționare, de exemplu -55°C … +150°C.
Tranzistoare MOSFET
Portofoliul Diotec include și tranzistoare MOSFET adaptate pentru utilizarea în surse de alimentare în comutație. Cele mai importante caracteristici ale acestor componente sunt:
- Versiuni cu canal N, canal P și configurații multicanal;
- Funcționare la tensiuni drenă-sursă de până la 1,7 kV și curent de drenă de până la 374 A;
- Putere disipată de până la 750 W;
- Versiuni realizate în tehnologie cu carbură de siliciu (SiC), protejate special împotriva descărcărilor electrostatice și adaptate pentru aplicații auto.
Alte tranzistoare
Diotec oferă și alte tranzistoare utilizate în surse de alimentare și invertoare, în special tranzistoare bipolare și IGBT-uri. Caracteristicile generale ale acestor componente includ:
- Tensiuni colector-emitor de până la 700 V pentru tranzistoarele bipolare și de până la 1,35 kV pentru IGBT-uri;
- Frecvență de funcționare de până la 600 MHz pentru tranzistoarele bipolare;
- Timp de comutare redus pentru IGBT-uri: până la 13,5 ns la activare și până la 130 ns la dezactivare;
- Curent de colector de până la 100 A în cazul IGBT-urilor;
- Disponibilitate în capsule THT și SMT.
Text elaborat de Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
Glosar de termeni
Componente pentru redresare și protecție
Punte redresoare – Ansamblu de diode utilizat pentru transformarea curentului alternativ în curent continuu. În sursele de alimentare conectate la rețea, puntea redresoare este una dintre componentele principale ale etajului de intrare.
Diodă Schottky – Diodă cu cădere redusă de tensiune și viteză mare de comutare, utilizată frecvent în surse de alimentare, convertoare DC-DC și circuite unde eficiența energetică este importantă.
Diodă TVS – Componentă de protecție la supratensiune, utilizată pentru limitarea impulsurilor tranzitorii și devierea acestora către masă, protejând circuitele sensibile.
Diodă Zener – Diodă utilizată pentru stabilizarea sau limitarea tensiunii într-un circuit. Funcționează într-un regim controlat de străpungere inversă, la o tensiune bine definită.
Stabilizare și comutație
Stabilizator LDO – Stabilizator de tensiune cu cădere redusă de tensiune între intrare și ieșire. Este util în aplicații unde tensiunea de intrare este doar puțin mai mare decât tensiunea necesară la ieșire.
MOSFET – Tranzistor cu efect de câmp utilizat frecvent în surse de alimentare în comutație, convertoare și invertoare, datorită eficienței ridicate și vitezei mari de comutare.
IGBT – Tranzistor bipolar cu poartă izolată, utilizat în aplicații de putere, precum invertoare, surse de alimentare industriale și sisteme de conversie a energiei.
SiC – Carbură de siliciu. Material semiconductor utilizat pentru componente de putere eficiente, capabile să funcționeze la tensiuni ridicate, temperaturi mari și frecvențe de comutare superioare.