Jste zde

FAN3180 budí MOSFETy a pátým vývodem napájí MCU

Jan Robenek, 26. Červen 2013 - 0:00

S 5vývodovou novinkou od Fairchild Semiconductor máme pod kontrolou spínání výkonového tranzistoru a jako bonus si k tomu ještě vyrobíme stabilní napájení pro připojený mikrokontrolér.

Řada aplikací v systémech jako jsou spínané zdroje SMPS (Switch-Mode Power Supplies), ale též spotřební elektronika či příruční zařízení obecně, dnes staví na spojení mikrokontroléru, vnějšího lineárního stabilizátoru LDO (Low Drop Out) s nízkým úbytkem napětí a budiče výkonového unipolárního tranzistoru pro spínání zátěže. Proč vývoj dále komplikovat, řekli si ve společnosti Fairchild Semiconductor a připravili integrovaný obvod s označením

FAN3180,

Single 2 A Low-Side Driver with 3.3 V LDO,

tj. jednoduché provedení vysokorychlostního, 2 A budiče tranzistoru pro spínání zátěže na nižší straně napájení, tzv. low-side, spolu s integrovaným zdrojem stabilního napájecího napětí o velikosti 3,3 V pro přítomné mikrokontroléry či struktury typu ASIC.

Pro případ V_DD = 12 V lze uvažovat špičkový proud budičem výkonových MOSFETů s kanálem N o velikosti 2,8 A (sink). Lineární stabilizátor s výstupem 3,3 V / 15 mA zase přináší napěťovou toleranci ±1 % při +25 °C, resp. celkovou odchylku ±2,5 %.

V rámci vnitřních struktur výrobce dále realizuje funkci podpěťového zámku, tzv. UVLO (Under-Voltage Lockout), udržující výstup na nízké úrovni a to až do doby, kdy napájecí napětí opět dosáhne svého definovaného provozního rozsahu a na vstupu bude zaznamenán celý první puls. Prahové úrovně UVLO obvodu FAN3180 přitom dosahují 4,75 V (V_ON), resp. 4,55 V (V_OFF). Odběr z napájecího zdroje (standby) nepřekročí 200 µA.

Zjednodušený blokový diagram budiče FAN3180 s LDO

Pod vyšší efektivitou měničů pracujících na vysokých kmitočtech se podepisuje rychlé spínání MOSFETů. Za zmínku rovněž stojí architektura jinak kombinovaného (bipolární – MOSFET) koncového stupně s označením MillerDrive™ nebo též funkce teplotního odstavení na pozici doplňkového bezpečnostního prvku.

Základní vlastnosti obvodu FAN3180:

LDO 3,3 V / 15 mA, tolerance napětí při pokojové teplotě ±1 %, celková odchylka ±2,5 %
Špičkový proud budiče 2,8 A (sink) / 2,5 A (source) při V_DD = 12 V
Řízené výstupní pulsy při náběhu a také vypínání
Zpoždění typ. 23 ns
Náběžná hrana 19 ns, sestupná hrana 13 ns, pro zátěž 1 nF
Technologie MillerDrive™
Provozní rozsah 5 V až 18 V
Max. odběr z napájecího zdroje (standby) 200 µA
Podpěťový zámek UVLO 4,75 V / 4,55 V (V_ON / V_OFF)
Pracovní teplota -40 °C až +125 °C
Pouzdro typu SOT23 s pěti vývody, bezolovnaté provedení