E-10000: краткий обзор конструктивных особенностей

[Mr.Spock]

Автомобильный блок питания для компьютера E-10000
Краткий обзор конструктивных особенностей E-10000

Конструктивно блок состоит из 2-х многослойных печатных плат: силовой платы с микроконтроллером и платы PWM контроллеров и схемы защиты. Размеры блока 120мм х 40мм х 25мм.



Блок имеет 4 независимых канала: 12В, 5В, 3.3В и -12В, защиту по напряжениям, все каналы имеют защиту от короткого замыкания. На входе присутствует LC фильтр. Также установлен предохранитель на 15А (на фотографиях он снят).



1. Канал 12В

12В канал выполнен на базе высокоэффективного, синхронного, 4-х ключевого Buck-Boost контроллера компании Linear Technology - LTC3780. Кратко о его параметрах (переводить не буду: кому интересно и так поймет, а кто не в теме, для тех можно сказать, что это очень хорошо):

Single Inductor Architecture Allows VIN Above,
Below or Equal to VOUT
■ Wide VIN Range: 4V to 36V Operation
■ Synchronous Rectification: Up to 98% Efficiency
■ Current Mode Control
■ ±1% Output Voltage Accuracy: 0.8V < VOUT < 30V
■ Phase-Lockable Fixed Frequency: 200kHz to 400kHz
■ Power Good Output Voltage Monitor
■ Internal LDO for MOSFET Supply
■ Quad N-Channel MOSFET Synchronous Drive
■ VOUT Disconnected from VIN During Shutdown
■ Adjustable Soft-Start Current Ramping
■ Foldback Output Current Limiting
■ Selectable Low Current Modes
■ Output Overvoltage Protection
■ Available in 24-Lead SSOP and Exposed Pad
(5mm &#215; 5mm) 32-Lead QFN Packages

Видимо, применена типовая схема включения.



В качестве ключей использованы транзисторы SUD50N03-06AP компании Vishay Siliconix.

Параметры:

VDS (V) 30
rDS(on) (Ом) 0.0057 @ VGS = 10 V ID (A) 90
rDS(on) (Ом) 0.0078 @ VGS = 4.5 V ID (A) 77

В общем, по комплектующим очень даже неплохо.



2. Каналы 5В и 3,3В

Эти каналы выполнены на базе синхронных PWM контроллеров компании International Rectifier - IRU3037.

Краткие характеристики:

Synchronous Controller in 8-Pin Package
Operating with single 5V or 12V supply voltage
Internal 200KHz Oscillator
(400KHz for IRU3037A)
Soft-Start Function
Fixed Frequency Voltage Mode
500mA Peak Output Drive Capability
Protects the output when control FET is shorted
SOIC 8-Lead also available LEAD-FREE

Опять же, применена типовая схема включения. В качестве ключей использованы уже знакомые нам транзисторы SUD50N03-06AP компании Vishay Siliconix. Что интересно: в блоке питания нет отдельного стабилизатора 5VSB - используется дополнительный ключ, опять же реализованный на SUD50N03-06AP. В SB режиме работает только канал 5В, остальные каналы выключены, дополнительный ключ закрыт. При включении компьютера микроконтроллер, управляющий блоком питания, включает остальные каналы и дополнительный ключ, через который напряжение с канала 5В подается на выход блока питания. Тк сопротивление ключа в открытом состоянии очень маленькое (см. основные параметры SUD50N03-06AP), то падение напряжения на нем минимально и на уровне выходного напряжения это практически не сказывается.



3. Канал -12В

Канал -12В выполнен на базе распространенной микросхемы MC34063. О ней даже и писать то нечего, настолько она распространена. Тем не менее, вот кратко о её характеристиках:

• Wide Input Voltage Range&#188;3 V to 40 V
• Precision Internal Reference&#188;2%
• High Output Switch Current&#188;Up to 1.5 A
• Short-Circuit Current Limiting
• Adjustable Output Voltage
• Low Standby Current
• Oscillator Frequency&#188;Up to 100 kHz

И опять применена типовая схема включения.

4. Защита по выходным напряжениям.

В этом узле применена микросхема WT7510 компании ETC. Она является аналогом широко известной микросхемы TPS 3510.

5. Микроконтроллер.

В блоке питания использован микроконтроллер S3F9444 компании Samsung. В общем, сказать нечего: с таким же успехом можно было бы применить любой другой (например, компаний Microchip или Atmel).

Недостатки: в каналах 5В, 3,3В и -12В применены микросхемы с диапазоном рабочих температур 0-70С, что не есть хорошо (с большой долей вероятности никаких проблем при эксплуатации не будет, но неприятный осадок есть).

В целом конструкция очень удачная по всем параметрам: размеры, конструктив, элементная база (не считая версий микросхем на обычный диапазон температур), качество изготовления, заявленные параметры. Повторить такую конструкцию в домашних условиях скорее всего не получится: монтаж достаточно плотный (с этим, в принципе, справиться можно), печатные платы многослойные (а вот это уже, видимо, не забороть ).

2007/08/16
By Mr.Spock