Analog Devices LT4322 Floating High Voltage Uputstvo za upotrebu aktivnog kontrolera ispravljača

Demonstracioni krug 3117A karakteriše plutajući, visoki volumentage aktivni ispravljač kontroler LT4322, koji je pogodan za aplikacije koje zahtijevaju veliku zapreminutage Linija ispravljanja sa DC izlazima do 170V. Iako su komponente odabrane za optimizaciju performansi na 60Hz, LT4322 je sposoban da radi do 100kHz.

LT4322 pokreće N-kanalni MOSFET za obavljanje poluvalnog ispravljanja funkcionalno poput diode, ali sa mnogo manjom disipacijom snage. Ova topologija olakšava termička ograničenja i povećava upotrebljivu izlaznu zapreminutage. Topologija N-kanala ima višestruke prednosti u odnosu na topologiju P-kanala, uključujući niži RDS(ON), manji otisak, nižu cijenu i širi izbor MOSFET-ova.

Za rad LT4322 kao polutalasnog ispravljača potrebno je samo nekoliko bitnih komponenti: jedan N-kanalni MOSFET (M1), kondenzator rezervoara (C1B), kondenzator za izglađivanje naizmenične struje (C2), kondenzator za zatvaranje (CG1) , i u aplikacijama gdje je ulaz od vrha do vrha voltage prelazi 60V, MOSFET (M2) u modu osiromašenja N-kanala.

Dizajn files za ovu ploču dostupni su na: http://www.analog.com.

DC3117A FOTOGRAFIJA PLOČE ZA EVALUACIJU

Slika 1. Fotografija ploče za evaluaciju DC3117A

SAŽETAK PERFORMANSE

Specifikacije su pri TA = 25°C, osim ako nije drugačije naznačeno.

Tabela 1. Sažetak učinka1

Parametar	Uvjeti testiranja/Komentari	Min	Tip	Max	Jedinica
AC Input Voltage	Instaliran otpornik za kratki spoj R1 Bez kratkog otpornika R1	7		20	VAC (RMS)
AC Input Voltage		7	120	140	VAC (RMS)
Output Voltage	Instaliran otpornik za kratki spoj R1 Bez kratkog otpornika R1	9.5		60	V
Output Voltage		9.5	170	200	V
Izlazna struja	Sa instaliranim C2, otpornim opterećenjem Sa dodatnim C2, otpornim opterećenjem	1.2			ARMS
Izlazna struja		5			ARMS

Generirano korišćenjem podrazumevanih komponenti sa liste delova.

POSTUPAK BRZOG POČETKA

UPOZORENJE! High voltagTestiranje treba da obavlja samo kvalifikovano osoblje. Kao mera predostrožnosti, najmanje dve osobe treba da budu prisutne tokom visoke jačine zvukatage testiranje. Na dnu ploče su izloženi provodnici, a svi prisutni utikači banane će viriti kroz dno ploče. Podloga bi trebala biti neprovodna i čista od žice, lema i drugih provodljivih ostataka.

Jednostavna demonstracija rada DC3117A je sljedeća:

Spojite AC napajanje na ulaz i GND, kao što je prikazano Slika 2. Uvjerite se da izlazna voltage ponude je unutar ulazne zapreminetagopseg DC3117A, kao što je prikazano u Tabela 1. Proverite da li je otpornik za kratki spoj R1 uklonjen pre nego što pređe 20VAC(RMS). Vodite računa da ne prelazite 24V ili 5A kada koristite utičnicu (J5). Koristite kupole (E1 do E4) i banana utičnice (J1 do J4) u svim važećim strujama/volumenimatage rasponi.
Slika 2. Postavljanje mjerne opreme
Povežite opterećenje i voltmetar preko izlaza i GND, kao što je prikazano u Slika 2. Smanjite struju opterećenja na nulu. Stavite voltmetar u način mjerenja DC volta.

Povećajte jačinu ulaznog AC napajanjatage do željenog nivoa. Provjerite izlaznu voltage sa voltmetrom. Za slučajeve kada je ulazno napajanje 120VAC linija voltage, voltmetar očitava ~170VDC.
Podignite struju opterećenja na željeni nivo. Uverite se da je struja opterećenja unutar maksimalne struje opterećenja, kao što je prikazano u Tabeli 1. Instalirani izlazni kondenzator za izravnavanje od 150 µF (UCS2D151MHD C2) omogućava opterećenje do 1.2ARMS na 25°C. Povežite dodatni C2 ili odaberite kondenzator sa većom ocjenom talasne struje od UCS2D151MHD za veća opterećenja, do 5ARMS.

OPIS PLOČE

PREKOVIEW

DC3117A ima an LT4322 kontrolisanje N-kanalnog MOSFET-a kako bi se osigurao visoko efikasan, kompaktan i nisko-profesionalanfile rješenje za poluvalno ispravljanje. Pažnja je posvećena rasporedu ploče kako bi se osiguralo najmanje 104 mil (2.6 mm) razmaka između većih bakarnih ravnina i što je više moguće između komponenti i tragova kako bi se osigurao rad DC3117A do maksimalnog volumenatage od izabranih komponenti.

DC3117A je 2-slojna ploča sa 2oz bakra na svakom sloju. Bakar u strujnom putu može nositi 20A neprekidno, u zavisnosti od uslova okoline. Nadalje, sve bakrene ravni u strujnom putu su udvostručene na donjem sloju bakra gdje je to moguće. Međutim, sa podrazumevanim komponentama, struja opterećenja je ograničena na 1.2ARMS ocenom talasne struje od C2.

Nakon zamjene C2 kondenzatorom od 2.2 mF, struja opterećenja može se povećati na 5ARMS na temperaturi okoline od 25°C. Pri 5ARMS opterećenju temperatura pakovanja IPT60R050G7 dostiže 95°C.

Za lakšu procjenu postavljene su tačke sonde za pinove LT4322.

Slijedi kratak opis glavnih komponenti DC3117A.

U1 – DIODNI KONTROLER

U1 je LT4322 u DFN paketu sa 8 pinova, 3 mm x 3 mm sa bočnim kvašenjem. Za više detalja, pogledajte tehnički list LT4322 o njegovom radu.

M1 – IDEALNI DIODNI MOSFET

M1 je Infineon N-kanalni MOSFET IPT60R050G7 u HSOF paketu. Odabran je zbog svog 600V drain-to-source breakdown voltage, ±20V VGS(MAX) i 43mΩ drain-to-source otpor u uključenom stanju (na 10V VGS). M1 ±20V VGS(max) je kompatibilan sa ograničenjem od 12V na LT4322 gate drive-u. Kada su ulaz i izlaz na -170V i +170V respektivno (vršna AC linijatage), M1-ov drain-to-source voltage je na 340V. Ovo je udobno ispod M1-ovog 600V drain-to-source objtage specifikacija.

M2 – MOSFET DEPLETION MODE

M2 je Microchip N-Channel depletion mode MOSFET DN2450K4 u TO-243AA (SOT-89) paketu. Odabran je zbog svog 500V drain-to-source breakdown voltage i 700mA IDSS. Kada je ulaz na -170V, a izlaz na 170V, volumen odvoda do izvora M2tage je blizu 340V, sigurno ispod specifikacije za kvar od 500V. 700mA IDSS omogućava vršnu struju od 50mA do 100mA potrebnu za LT4322 VDDC pin dok osvježava svoj VDDA rezervoar kondenzatora.

C1 I C1B – VDDA REZERVOARNI KONDENZATORI

Zbog njihove jake voltage koeficijent, stvarna vrijednost višeslojnih keramičkih kondenzatora je često znatno manja od one koja je navedena, posebno na vol.tagje blizu maksimalnoj zapremini kondenzatoratage rating. Osim toga, voltage koeficijent je funkcija fizičke veličine kondenzatora. Keramički kondenzator od 2220, 25V je odabran za C1B kako bi postigao pravu vrijednost od 22µF pri radnom volumenu od 12Vtage za ovu aplikaciju od 60Hz.

Alternativno, za 60Hz aplikacije, korisnici mogu popuniti C1 sa 0.1µF keramičkim kondenzatorom i zalemiti 22µF aluminijski elektrolitički kondenzator između VDDA pina LT4322 i ulaznog traga umjesto popunjavanja C1B. Za ulazne frekvencije ≥ 200Hz, korisnici mogu ostaviti C1B nepopunjenim i popuniti samo C1.

CG1 – GATE CAPACITOR

LT4322 je optimalno kompenzovan sa kapacitivnošću od 10nF između gejta i izvora eksternog MOSFET-a za napajanje. Neophodnost CG1 zavisi od izbora M1 i njegove inherentne CISS vrednosti. U slučaju IPT60R050G7, CG1 je popunjen kondenzatorom od 10nF radi poboljšanja stabilnosti u regulaciji naprijed. Za više detalja, pogledajte odjeljak Odabir gejt kondenzatora u tehničkom listu LT4322.

C2, C2-2 – IZLAZNI KONDENZATOR

Izlazni kondenzatori C2 i C2-2 daju izlaznu struju opterećenja za većinu AC perioda. Za više detalja, pogledajte Odabir izlaznog kondenzatora COUT u tablici sa podacima LT4322 o odabiru vrijednosti kapacitivnosti kao funkcije izlazne struje opterećenja, perioda izmjenične struje i maksimalno dozvoljene izlazne zapreminetage droop. Slika 3 prikazuje izlaznu zapreminutagPad sa 170V na 72V za otporno opterećenje od 1.2ARMS i period od 16.7ms (60Hz) kada je C2 = 150µF.

Slika 3. Tipične performanse pod otpornim opterećenjem od 1.2 ARMS

Korisnici također moraju osigurati da RMS struja u kondenzatoru ne premašuje maksimalnu ocjenu struje mreškanja tako da životni vijek kondenzatora nije ugrožen. Nazivna struja elektrolitskog kondenzatora je funkcija RMS struje, frekvencije i temperature okoline. Konsultujte specifikacije proizvođača i uverite se da je odabrani uređaj prikladan za rad u okviru zahtevane frekvencije, temperature i struje opterećenja u aplikaciji.

OPCIJSKI KOMPONENTNI PODLOGI

Neke komponente (M1, M2, C2 i C3) imaju dodatne nepunjene jastučiće za isprobavanje različitih vrijednosti i veličina ili drugih kola iz LT4322 list sa podacima. Neki od ovih dodatnih jastučića nalaze se na stražnjoj strani ploče.

M1 ima univerzalni MOSFET otisak na oba vanjska sloja za smještaj power-SO8, DPAK, D2PAK, HSOF i LFPAK paketa. Korisnici mogu popuniti gornji i donji M1 otisak istovremeno kako bi povezali dva energetska MOSFET-a paralelno, čime se ukupan gubitak snage MOSFET-a smanjio za faktor dva. M2 ima otisak na poleđini za DPAK paket.

Dok je ploča napunjena jednim aluminijskim elektrolitičkim kondenzatorom C2 na izlaznom volumenutage po defaultu, na izlazu postoje otisci za drugi aluminijski elektrolitički kondenzator C2-2 i višeslojni keramički kondenzator C3. Ovo omogućava korisnicima da isprobaju različite kombinacije ukupne izlazne kapacitivnosti i ESR-a sa različitim opterećenjima izlazne struje.

Komponente R3, R4, C4 i C5 su obezbeđene za olakšavanje opcionih mreža za prigušivanje. Iako su podrazumevano popunjeni, u većini aplikacija su nepotrebni. Za više detalja, pogledajte odjeljak Input Snubber u tehničkom listu LT4322.

VOLTAGE, STRUJA, PROMJENE FREKVENCIJE

Za veći obimtage operacija, vidi Tabela 2 i osigurati da navedene komponente zadovoljavaju ili premašuju minimalnu zapreminutagZahtjev za željeni ulaz/izlaz voltages. Zbog polutalasne topologije, imajte na umu da komponente M1 i M2 moraju biti sposobne da izdrže cijeli volumen od vrha do vrhatage ulaznog napajanja.

Da biste modificirali ploču za veću struju, pokušajte sljedeće ovim redoslijedom, istovremeno osiguravajući da sve komponente ploče ispunjavaju ili premašuju minimalne zahtjeve navedene u Tabela 2:

Povećajte C2 vrijednost i kapacitet struje talasanja
Odaberite zamjenu M1 s nižom RDS(ON) vrijednošću
Dodajte drugi odgovarajući FET paralelno koristeći stražnji MOSFET otisak

Za aplikacije koje koriste ulazno napajanje naizmjeničnom strujom manje od 20 VRMS, R1 se može instalirati na kratki spoj M2 iz kola. Za AC ulaz veće frekvencije, optimalno je odabrati nižu vrijednost C1 iako instalirana vrijednost radi. Za frekvencije ispod 60Hz, C1 se mora povećati. Za više detalja, pogledajte odjeljak Odabir VDDA kondenzatora u tablici sa podacima LT4322.

Tabela 2. svtage Zahtevi

Referenca dijela	Minimalni Voltage Zahtjev
C1, C1B, CG1	16V
C2, C3, C4, C5	VIN (PEAK) ili željeni VOUT (MAXDC)
M1, M2	BVDSS ≥ VIN (PEAK-PEAK)

ŠEMATIKA PLOČE ZA EVALUACIJU

Slika 4. Šematski dijagram DC3117A

INFORMACIJE O NARUČIVANJU

MATERIJAL

Tabela 3. DC3117A opis materijala

Stavka	Količina	Referentni označivač	Opis dijela	Proizvođač, broj dijela
Potrebne komponente kola
1	1	C1	Kondenzator, 22 µF, X7R, 25 V, 10%, 1210	AVX, 12103C226KAT2A Kemet, GRM32ER71E226KE15L Murata, CL32B226KAJNNNE Samsung, CL32226KAJNNNE
2	1	C2	Kondenzator, 150 µF, aluminijski elektrolitički, 200 V, 20%, THT, radijalni	Nichicon, UCS2D151MHD
3	1	C1B	Kondenzator, CER 22 µF, 25 V, X7R, 2220	Kemet, C2220C226K3RAC7800 Kyocera AVX, 22203C226KAZ2A Cal-chip Electronics, GMC55X7R226K25NT
4	1	M1	Tranzistor, N-kanalni MOSFET, 650 V, 44 A, HSOF-8	Infineon, IPT60R050G7 Infineon, IPT60R050G7XTMA1
5	1	M2	Tranzistor, N-kanalni MOSFET, način rada, 500 V, 230 mA, SOT-243AA (SOT-89)	Mikročip, DN2450N8-G
6	1	RDG1	Otpornik, 0 Ω, 1/16 W, 0402	NIC, NRC04ZOTRF R Ω, MCR01MZPJ000 Vishay, CRCW04020000Z0ED Yageo, RC0402JR-070RL
7	1	U1	IC, Active Bridge Ideal Diode Controller, DFN-8	ANALOGNI UREĐAJI, LT4322RDDM#PBF
Dodatne komponente kola demo ploče
8	0	C2-2	Kondenzator, 150 µF, aluminijski elektrolitički,	Nichicon, UCS2D151MHD
			200 V, 20%, THT, radijalno
9	1	C4	Kondenzator, 0.01 µF, X7R, 2000 V, 10%, 2220	Kemet, C2220C103KGRACTU
10	1	C5	Kondenzator, 0.01 µF, U2J, 250 V, 5%, 1206	Murata, GRM31B7U2E103JW31
11	0	C3	Kondenzator, opcija, 1812
12	1	CG1	Kondenzator, 0.01 µF, X7R, 16 V, 10%, 0805	Wurth Elektronik, 885012207039
13	1	D1	LED, zelena, prozirna, 0805	Wurth Elektronik, 150080GS75000
14	0	M1-1	Tranzistor, N-kanalni MOSFET, 650 V, 44	Infineon, IPT60R050G7
			A, HSOF-8	Infineon, IPT60R050G7XTMA1
15	0	M2-1	Tranzistor, N-kanalni MOSFET, način rada, 500 V, 350 mA, TO -252AA (D-PAK)	Mikročip, DN2450K4-G
16	0	R1	Otpornik, opcija, 2010
17	1	R2	Otpornik, 270 kΩ, 5%, 3/4W, 2010, AEC-	Panasonic, ERJ-12ZYJ274U
			Q200
18	1	R3	Otpornik, 0 Ω, 1/8 W, 0805	Yageo, RC0805JR-070RL
19	1	R4	Otpornik, 7.5 Ω, 5%, 1/4 W, 1206	Yageo, RC1206JR-077R5L
Hardver: samo za demo ploču
20	4	E1,E2,E3,E4	Test tačke, kupola, 0.094″ MTG. rupa, PCB 0.062″ THK	Mill-Max, 2501-2-00-80-00-00-07-0
21	4	J1,J2,J3,J4	Konektori, Banana Jack, Female , THT, Neizolovani, , Swage , 0.218″	Keystone, 575-4
22	1	J5	Konektori, DC PWR priključak, ženski, 3 priključka, 1 port, 2 mm ID, 6.5 mm OD, HORZ, R/A, SMT, 24 V_DC, 5 A	CUI INC., PJ-002AH-SMT-TR
23 24	1 4	LB1 MP5, MP6, MP7, MP8	Specifikacije etikete, serijski broj demo ploče Standoff, Najlon, Snap-On, 0.25″ (6.4 mm)	Brady, THT-96-717-10 Keystone, 8831 Wurth Elektronik, 702931000
25 26	1 0	PCB1 TP1, TP2, TP3, TP4	PCB, DC3117A Ispitne tačke, 0.044″, 0.275 D x 0.093 W, TH	Odobreni dobavljač, 600-DC3117A Keystone, 1036

ESD Oprez
Uređaj osjetljiv na ESD (elektrostatičko pražnjenje). Napunjeni uređaji i ploče mogu se isprazniti bez detekcije. Iako ovaj proizvod ima patentirana ili vlasnička zaštitna kola, može doći do oštećenja na uređajima koji su izloženi ESD-u visoke energije. Stoga treba poduzeti odgovarajuće mjere predostrožnosti protiv ESD-a kako bi se izbjeglo smanjenje performansi ili gubitak funkcionalnosti.

Pravni uslovi

Korištenjem odbora za evaluaciju o kojem se ovdje raspravlja (zajedno sa svim alatima, dokumentacijom o komponentama ili pratećim materijalima, „Odbor za ocjenjivanje“), slažete se da ćete biti vezani dolje navedenim odredbama i uvjetima („Ugovor“) osim ako niste kupili Odbor za procenu, u kom slučaju će važiti Standardni uslovi prodaje Analog Devices. Nemojte koristiti Odbor za ocjenjivanje dok ne pročitate i ne prihvatite Ugovor. Vaše korištenje Odbora za evaluaciju znači da prihvatate Ugovor. Ovaj Ugovor su sklopili i između vas (“Kupac”) i Analog Devices, Inc. (“ADI”), sa svojim glavnim mjestom poslovanja u Podložno odredbama i uslovima Ugovora, ADI ovim dodeljuje Kupcu besplatnu, ograničenu, ličnu, privremenu, neekskluzivnu, neprenosivu licencu koja se ne može podlicencirati za koristite odbor za evaluaciju SAMO U SVRHE EVALUACIJE. Kupac razumije i slaže se da je Odbor za ocjenjivanje predviđen za jedinu i isključivu svrhu navedenu gore, i slaže se da neće koristiti Odbor za ocjenjivanje u bilo koju drugu svrhu. Nadalje, izdata licenca je izričito predmet sljedećih dodatnih ograničenja: Kupac neće (i) iznajmljivati, iznajmljivati, prikazivati, prodavati, prenositi, dodjeljivati, podlicencirati ili distribuirati Odbor za procjenu; i (ii) dozvoliti bilo kojoj trećoj strani pristup Odboru za evaluaciju. Kako se ovdje koristi, izraz “Treće lice” uključuje bilo koji entitet osim ADI-ja, Kupca, njihovih zaposlenika, filijala i internih konsultanata. Evaluacioni odbor se NE prodaje Kupcu; sva prava koja ovdje nisu izričito data, uključujući vlasništvo nad Odborom za ocjenjivanje, zadržava ADI. POVJERLJIVOSTI. Ovaj sporazum i Odbor za evaluaciju će se smatrati povjerljivim i zaštićenim informacijama ADI-ja. Kupac ne može otkriti ili prenijeti bilo koji dio Odbora za ocjenjivanje bilo kojoj drugoj strani iz bilo kojeg razloga. Nakon prestanka korištenja Odbora za ocjenjivanje ili raskida ovog Ugovora, Kupac je saglasan da će odmah vratiti Odbor za ocjenjivanje ADI-ju. DODATNA OGRANIČENJA. Kupac ne smije rastavljati, dekompilirati ili obrnuti inženjering čipove na tabli za ocjenjivanje. Kupac će obavijestiti ADI o svim nastalim štetama ili bilo kakvim modifikacijama ili izmjenama koje izvrši na Odboru za ocjenjivanje, uključujući, ali ne ograničavajući se na lemljenje ili bilo koju drugu aktivnost koja utiče na materijalni sadržaj Odbora za ocjenjivanje. Izmjene na Odboru za ocjenjivanje moraju biti u skladu sa primjenjivim zakonom, uključujući, ali ne ograničavajući se na RoHS Direktivu. RASKID. ADI može raskinuti ovaj Ugovor u bilo koje vrijeme nakon pismenog obavještenja Kupcu. Kupac se slaže da će ADI-ju vratiti Odbor za ocjenjivanje u to vrijeme. OGRANIČENJE ODGOVORNOSTI. OVDE OBEZBEĐEN ODBOR ZA OCENJIVANJE JE OBEZBEĐEN „KAKVA JESTE“ I ADI NE DAJE NIKAKVE GARANCIJE NI ZASTUPANJA BILO KOJE VRSTE U ODNOSU NA NJU. ADI SE POSEBNO ODRIČE BILO KAKVE IZJAVE, POGLAVLJE, GARANCIJE ILI GARANCIJE, IZRIČITE ILI IMPLICIRANE, KOJE SE ODNOSE NA ODBOR ZA OCJENJIVANJE, UKLJUČUJUĆI, ALI NE OGRANIČAVAJUĆI SE NA, IMPLICIRANU GARANCIJU TRGOVACA ZA NASLOV TRGOVACA, SVRHA ILI NEKRŠENJE PRAVA INTELEKTUALNE SVOJINE. Ni u kom slučaju ADI I NJEGOVI DAVCI LICENCE NEĆE BITI ODGOVORNI ZA BILO KAKVE SLUČAJNE, POSEBNE, INDIREKTNE ILI POSLJEDIČNE ŠTETE KOJE PROIZLAZE IZ POSJEDANJA ILI KORIŠĆENJA ODBORA ZA OCJENJIVANJE KLIJENA, UKLJUČUJUĆI LOST, ALI L. TROŠKOVI RADA ILI GUBITAK GOODWILLA. UKUPNA ODGOVORNOST ADI-ja IZ BILO KOGA I SVIH UZROKA ĆE BITI OGRANIČENA NA IZNOS OD STO SAD DOLARA (100.00 USD). IZVOZ. Kupac se slaže da neće direktno ili indirektno izvoziti Odbor za ocjenjivanje u drugu zemlju i da će se pridržavati svih primjenjivih saveznih zakona i propisa Sjedinjenih Država koji se odnose na izvoz. VAŽEĆE PRAVO. Ovaj Ugovor će se upravljati i tumačiti u skladu sa materijalnim zakonima Commonwealtha Massachusettsa (isključujući pravila sukoba zakona). Bilo koja pravna radnja u vezi sa ovim Ugovorom će se razmatrati pred državnim ili saveznim sudovima koji su nadležni u okrugu Suffolk, Massachusetts, a Korisnik se ovim podvrgava ličnoj nadležnosti i mjestu održavanja takvih sudova.

©2023 Analog Devices, Inc. Sva prava zadržana. Žigovi i registrovani zaštitni znaci vlasništvo su njihovih vlasnika.
One Analog Way, Wilmington, MA 01887-2356, SAD

Dokumenti / Resursi

Analog Devices LT4322 Floating High Voltage Kontroler aktivnog ispravljača [pdf] Korisnički priručnik
DC3117A, LT4322 Floating High Voltage Kontroler aktivnog ispravljača, plutajući visoki volumentage Active Rectifier Controller, High Voltage Kontroler aktivnog ispravljača, aktivni kontroler ispravljača, kontroler ispravljača, kontroler

Reference

Uputstvo za upotrebu

KARAKTERISTIKE

SADRŽAJ KOMPLETA ZA EVALUACIJU

POTREBNI DOKUMENTI

POTREBNA OPREMA

OPĆI OPIS