การเลือกและคู่มือทางเทคนิคสําหรับ ICs แบ่งปันพลังงานแยก

^{ข่าววันที่ 4 กันยายน 2025 — ด้วยการเร่งตัวของ Industry 4.0 และระบบอัจฉริยะยานยนต์ ความต้องการโซลูชันพลังงานแบบแยกส่วนประสิทธิภาพสูงยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง Texas Instruments' SN6505BDBVR ไดรเวอร์หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ low-noise กำลังกลายเป็นจุดสนใจของอุตสาหกรรมเนื่องจากประสิทธิภาพพลังงานแบบแยกส่วนที่ยอดเยี่ยม ชิปนี้ให้ความสามารถในการขับเคลื่อนเอาต์พุตสูงสุด 1A รองรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่หลากหลายตั้งแต่ 2.25V ถึง 5.5V และเปิดใช้งานแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตแบบแยกส่วนหลายรายการผ่านหม้อแปลงภายนอก ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมการใช้งานในอุตสาหกรรมที่ต้องการ}

^{SN6505BDBVR เป็นไดรเวอร์หม้อแปลงแบบ push-pull ที่มีเสียงรบกวนต่ำและ EMI ต่ำ ออกแบบมาสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วนขนาดกะทัดรัด ขับเคลื่อนหม้อแปลงแบบ center-tapped บาง ๆ โดยใช้แหล่งจ่ายไฟ DC 2.25V ถึง 5V ลักษณะเสียงรบกวนต่ำพิเศษและ EMI ต่ำนั้นทำได้ผ่านการควบคุมอัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าสวิตชิ่งเอาต์พุตและเทคโนโลยี spread spectrum clocking (SSC) บรรจุอยู่ในแพ็คเกจ SOT23 (DBV) ขนาดเล็ก 6 พิน เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีพื้นที่จำกัด ด้วยช่วงอุณหภูมิการทำงานตั้งแต่ -55°C ถึง 125°C จึงปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ อุปกรณ์นี้ยังมีฟังก์ชัน soft-start เพื่อลดกระแสไฟกระชากและป้องกันกระแสไฟกระชากสูงในระหว่างการเปิดเครื่องด้วยตัวเก็บประจุโหลดขนาดใหญ่}

^{1.SN6505BDBVR แสดงให้เห็นถึงการควบคุมโหลดที่ดีเยี่ยมภายใต้สภาวะอินพุต 5V รักษาแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตที่เสถียรในช่วงโหลดที่หลากหลายตั้งแต่ 25mA ถึง 925mA ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ของแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วน}

^{2.อุปกรณ์นี้ให้ประสิทธิภาพสูงสุดเกิน 80% ภายในช่วงโหลด 300-600mA การแปลงที่มีประสิทธิภาพสูงนี้ช่วยลดการใช้พลังงานของระบบและความต้องการการจัดการความร้อนได้อย่างมาก ซึ่งให้ข้อได้เปรียบสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ปลายทางขนาดกะทัดรัด}

^{1.แหล่งจ่ายไฟและการเปิดใช้งาน: รองรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่หลากหลายตั้งแต่ 2.25V ถึง 5.5V การควบคุมการเริ่มต้น/หยุดผ่านพิน EN โดยมีกระแสไฟดับต่ำกว่า 1µA}

^{2.การสั่นและการปรับ: ออสซิลเลเตอร์ 420kHz ในตัวพร้อมเทคโนโลยี spread spectrum clocking (SSC) ในตัว ช่วยลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ}

^{3.เอาต์พุตพลังงาน: ใช้ N-MOSFETs 1A สองตัวในรูปแบบ push-pull เพื่อขับเคลื่อนขดลวดหลักของหม้อแปลงโดยตรง}

^{4.การป้องกันที่ครอบคลุม: ให้การป้องกันกระแสเกิน 1.7A, การล็อกแรงดันไฟฟ้าต่ำ และการปิดเครื่องความร้อน 150°C เพื่อความปลอดภัยของระบบ}

^{5.การควบคุม Soft-Start: วงจร soft-start และการควบคุมอัตราการเปลี่ยนแปลงในตัวเพื่อระงับกระแสไฟกระชากและปรับปรุงประสิทธิภาพ EMI}

^{เวิร์กโฟลว์หลัก}

• ^{แรงดันไฟฟ้าอินพุตจ่ายผ่าน VCC และชิปจะเปิดใช้งานหลังจากตั้งค่าพิน EN เป็นสูง}
• ^{ออสซิลเลเตอร์ (OSC) สร้างสัญญาณนาฬิกาความถี่สูง ซึ่งถูกส่งไปยังตรรกะไดรฟ์หลังจากการปรับสเปกตรัมแบบกระจาย (SSC)}
• ^{วงจรไดรฟ์ควบคุมการนำไฟฟ้าสลับกันของ MOSFET สองตัว (การทำงานแบบ push-pull) สร้างสัญญาณ AC บนขดลวดหลักของหม้อแปลง}
• ^{เอาต์พุตทุติยภูมิของหม้อแปลงให้แรงดันไฟฟ้าแบบแยกส่วน ซึ่งถูกแก้ไขและกรองเพื่อจ่ายไฟให้กับโหลด}
• ^{วงจรป้องกันตรวจสอบกระแสไฟและอุณหภูมิอย่างต่อเนื่อง ปิดเอาต์พุตทันทีในกรณีที่เกิดความผิดปกติ}

^{​สถานการณ์การใช้งาน}

^{สถาปัตยกรรมวงจรหลัก}

^{วงจรการใช้งานทั่วไปของ SN6505BDBVR แสดงอยู่ในรูปภาพ ใช้ทอพอโลยีแบบ push-pull เพื่อให้ได้การแปลง DC-AC โดยให้เอาต์พุตพลังงานแบบแยกส่วนผ่านหม้อแปลง การออกแบบประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้เป็นหลัก:}

^{1.อินพุตพลังงาน: รองรับอินพุต DC 3.3V/5V (ช่วง 2.25V-5.5V) กรองด้วยตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลติก 10μF ขนานกับตัวเก็บประจุเซรามิก 0.1μF}

^{2.ไดรฟ์หลัก: ขับเคลื่อนหลักของหม้อแปลงผ่านพิน D1 และ D2 ให้ความสามารถในการส่งออก 1A ด้วยความถี่สวิตชิ่ง 420kHz}

^{3.การแก้ไขและการกรอง: ใช้ไดโอด Schottky MBR0520L สำหรับการแก้ไข ร่วมกับเครือข่าย LC เพื่อการกรองที่มีประสิทธิภาพ}

^{4.เอาต์พุตควบคุม: เลือกใช้ TPS76350 LDO สำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำ ทำให้ได้ความแม่นยำในการส่งออก ±3%}

^{การวิเคราะห์โมดูลวงจรหลัก}

^{1.การกรองพลังงานอินพุต:}

^{พิน VCC ต้องใช้ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลติก 10μF (การกรองความถี่ต่ำ) และตัวเก็บประจุเซรามิก 100nF (การกรองความถี่สูง) วางให้ใกล้กับพินชิปมากที่สุด}

^{2.ไดรฟ์หม้อแปลง:}

^{OUT1 และ OUT2 นำไฟฟ้าสลับกันโดยมีความแตกต่างของเฟส 180 องศาเพื่อขับเคลื่อนขดลวดหลักของหม้อแปลง}

^{ความถี่สวิตชิ่ง: 420kHz สำหรับ SN6505B, 350kHz สำหรับ SN6505A}

^{3.วงจรการแก้ไข:}

^{ใช้ทอพอโลยีการแก้ไขแบบฟูลเวฟพร้อมไดโอด Schottky สองตัว (MBR0520L)}

^{ข้อกำหนดการเลือกไดโอด: ลักษณะการกู้คืนที่รวดเร็วและแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมไปข้างหน้าต่ำ}

^{4.การกรองเอาต์พุต:}

^{เครือข่ายการกรอง LC โดยแนะนำให้ใช้ตัวเก็บประจุชนิด ESR ต่ำ}

^{ระลอกคลื่นเอาต์พุต: โดยทั่วไป <50mV}

^{แนวทางการออกแบบและการเลือกส่วนประกอบ}
 

^{ข้อมูลจำเพาะของหม้อแปลง:}

^{ประเภท: หม้อแปลงแบบ center-tapped}

^{อัตราส่วนรอบ: คำนวณตามข้อกำหนดอินพุต/เอาต์พุต (เช่น 1:1.2 สำหรับการแปลง 5V เป็น 6V)}

^{กระแสไฟอิ่มตัว: >1.5A}

^{รุ่นที่แนะนำ: Würth 750315240 หรือ Coilcraft CT05 series}

^{ข้อควรพิจารณาในการออกแบบแอปพลิเคชัน}

^{1.คำแนะนำเค้าโครง:}

^{วางตัวเก็บประจุอินพุตให้ใกล้กับพิน VCC และ GND มากที่สุด}

^{รักษาเส้นทางจากหม้อแปลงไปยัง OUT1/OUT2 ให้สั้นและกว้าง}

^{รักษาความสมบูรณ์ของระนาบกราวด์}

^{2.การจัดการความร้อน:}

^{ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิแวดล้อมยังคงต่ำกว่า 85°C ในระหว่างการทำงานเต็มโหลดอย่างต่อเนื่อง}

^{เพิ่มแผ่นทองแดงสำหรับการกระจายความร้อนหากจำเป็น}

^{3.การปรับ EMI:}

^{ใช้คุณสมบัติ spread spectrum clock (SSC) ในตัวของชิป}

^{เพิ่มวงจร RC snubber อย่างเหมาะสม}

^{ซ้าย: แผนภาพบล็อกโมดูล}

^{ไดอะแกรมแสดงโมดูลการทำงานหลักและการไหลของสัญญาณภายในชิป SN6505 ฟังก์ชันของแต่ละส่วนมีดังนี้:}

^{1.OSC (ออสซิลเลเตอร์): สร้างสัญญาณการสั่นดั้งเดิม (ความถี่ foscfosc​) ทำหน้าที่เป็น "แหล่งสัญญาณนาฬิกา" สำหรับวงจรทั้งหมด}

^{2.ตัวหารความถี่: หารสัญญาณเอาต์พุตของออสซิลเลเตอร์เพื่อสร้างสัญญาณเสริมสองสัญญาณ (ติดป้ายกำกับ S‾S และ SS) ให้จังหวะเวลาพื้นฐานสำหรับตรรกะควบคุมที่ตามมา}

^{3.ทรานซิสเตอร์เอาต์พุต (Q1Q1​, Q2Q2​): ควบคุมโดย G1G1​ และ G2G2​ เพื่อให้ได้ "การนำไฟฟ้า/ตัดสลับกัน" ในที่สุดก็ส่งสัญญาณจาก D1D1​ และ D2D2​
4.พลังงานและกราวด์ (VCCVCC​, GND): ให้พลังงานในการทำงานและกราวด์อ้างอิงสำหรับชิป}

^{ขวา: ไดอะแกรมจังหวะเวลาเอาต์พุต}

^{แผนภูมิทางด้านขวาใช้เวลาเป็นแกนแนวนอนเพื่อแสดงสถานะการนำไฟฟ้า/ตัดของ Q1Q1​ และ Q2Q2​ เมื่อเวลาผ่านไป จุดสำคัญคือการทำความเข้าใจการแสดงออกของ "Break-Before-Make":}

^{1.ในไดอะแกรมจังหวะเวลา รูปคลื่นสีน้ำเงินและสีแดงสอดคล้องกับสัญญาณควบคุม (หรือสถานะการนำไฟฟ้า) ของ Q1Q1​ และ Q2Q2​ ตามลำดับ}

^{2.การสังเกตตามแกนเวลาเผยให้เห็นว่า Q2Q2​ จะเปิด ("Q2Q2​ on") หลังจาก Q1Q1​ ปิดสนิท ("Q1Q1​ off"); ในทำนองเดียวกัน Q1Q1​ จะเปิดหลังจาก Q2Q2​ ปิดสนิท}

^{3.ลำดับจังหวะเวลาของ "ทำลายอันหนึ่งก่อนสร้างอีกอัน" นี้เป็นการแสดงออกโดยตรงของหลักการ "Break-Before-Make" ซึ่งช่วยป้องกันข้อผิดพลาดที่เกิดจากการนำไฟฟ้าพร้อมกันของทรานซิสเตอร์ทั้งสอง}

^{SN6505BDBVR กำหนดมาตรฐานใหม่สำหรับการออกแบบแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วนในอุตสาหกรรมด้วยความถี่สวิตชิ่งสูง 420kHz ประสิทธิภาพการแปลงมากกว่า 80% และประสิทธิภาพ EMI ที่ยอดเยี่ยม แพ็คเกจ SOT-23 ขนาดกะทัดรัดและคุณสมบัติที่ผสานรวมสูงช่วยลดความซับซ้อนของการออกแบบวงจรต่อพ่วงได้อย่างมาก ในขณะเดียวกันก็ช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบและความหนาแน่นของพลังงานอย่างมาก ความต้องการแหล่งจ่ายไฟแบบแยกส่วนที่มีประสิทธิภาพและขนาดเล็กจะยังคงเติบโตต่อไป}

• สำหรับการจัดซื้อหรือข้อมูลผลิตภัณฑ์เพิ่มเติม โปรดติดต่อ:86-0775-13434437778,

​หรือเยี่ยมชมเว็บไซต์อย่างเป็นทางการ:https://mao.ecer.com/test/icsmodules.com/ ,เยี่ยมชมหน้าผลิตภัณฑ์ ECER สำหรับรายละเอียด: [链接]