Высокотемпературные микросхемы управления питанием компании X-REL Semiconductor

Высоконадежное оборудование различного назначения, эксплуатируемое в условиях экстремальных температур и при воздействии сопутствующих неблагоприятных факторов окружающей среды (механических ударов, вибрации и т.д.), производится с применением специализированных электронных компонентов. Разработка подобной элементной базы связана с решением ряда важных вопросов, в частности выбора и обоснования применяемых материалов и типов корпусного исполнения, моделирования и расчета тепловых режимов, проведения соответствующих квалификационных испытаний. Эти и ряд других задач решает компания X-REL Semiconductor, предлагающая для потребителей линейку изделий, ключевым отличием которых является широкий диапазон рабочих температур (от -60 до +230 °С). В данной статье рассматриваются микросхемы управления питанием, позиционируемые для производителей высокотемпературной аппаратуры нефтегазовой, аэрокосмической, автомобильной и многих других отраслей промышленности.

Введение.

Французская компания X-REL Semiconductor, основанная в июле 2011 года, в настоящее время является подразделением EASii IC и занимается вопросами разработки и производства сверхнадежных высокотемпературных электронных компонентов с применением передовых схемотехнических решений, материалов изготовления и технологических приемов [1]. Продукция компании успешно используется во многих отраслях, например, в нефтегазовом секторе экономики (скважинное оборудование и буровые установки), авиакосмической промышленности (реактивные двигатели и системы управления летательных аппаратов), в высоконадежных индустриальных и автомобильных приложениях, при производстве транспортных средств, а также в геотермальной энергетике.

Общей чертой всех серийно выпускаемых изделий (независимо от типа) является превосходная температурная стабильность рабочих характеристик во всем диапазоне температур эксплуатации (от -60 до +230 °С). Кроме того, они остаются работоспособными и за его пределами, исходя из опыта реализованных проектов, большинство предлагаемых в металлокерамических корпусах устройств сохраняет работоспособность даже при температурах до +300 °C (при некотором ухудшении рабочих параметров). Типовое значение времени наработки на отказ (MTBF) составляет не менее 40000 часов (примерно 5 лет).

Несмотря на сравнительно небольшой возраст компании, специалистами X-REL Semiconductor уже сформирована довольно широкая линейка высокотемпературных компонентов, которая может стать хорошей основой для построения конечного изделия. Номенклатура продукции включает в себя:

• Дискретные полупроводниковые компоненты (диоды и диодные сборки, МОП транзисторы);
• Специализированные микросхемы управления питанием;
• ИС управления тактовыми сигналами (многофункциональные прецизионные таймеры, драйверы кварцевых генераторов);
• Конфигурируемые микросхемы логики;
• Интерфейсные ИС.

Все электронные изделия выпускаются в промышленных керамических и металлических корпусах стандартных типоразмеров, предназначенных для сквозного или планарного монтажа. Предлагаемая линейка вследствие своего разнообразия зачастую позволяет проектировать эффективное оборудование ответственного назначения, используя в основном компоненты от одного производителя. Выпуск новых и модернизация старых компонентов осуществляется при непосредственном контакте с потребителями, для нестандартных высокотемпературных применений возможна разработка электронных устройств на заказ.

Микросхемы управления питанием X-REL Semiconductor.

В категорию микросхем управления питанием входят ШИМ-контроллеры, драйверы силовых ключей, модули, состоящие из мощных МОП транзисторов с драйверами управления, линейные стабилизаторы и регуляторы напряжения [2]. Их основные характеристики представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Типовые характеристики микросхем управления питанием компании X-REL Semiconductor. 

ШИМ контроллеры.

Серия XTR3001х объединяет 9 высокотемпературных ШИМ контроллеров, различающихся вариантами корпусного исполнения и функциональными возможностями. Она рекомендована для использования в DC/DC преобразователях различных топологий, импульсных источниках питания и POL-регуляторах. Каждый контроллер содержит интегрированный источник опорного напряжения, LDO регулятор со схемой защиты от пониженного напряжения (UVLO) и программируемый генератор импульсов с возможностью синхронизации от внешнего источника. Максимальная рабочая частота ограничена 1000 кГц, для питания требуется источник с выходным напряжением 6-35 В. В зависимости от модификации ШИМ контроллеры XTR3001х могут применяться при проектировании схем понижающих, повышающих, обратноходовых и двухтактных преобразователей (таблица 2). Компоненты доступны для заказа как в виде некорпусированных кристаллов (Bare die), так и в металлокерамических корпусах для поверхностного и сквозного монтажа стандартных форм-факторов (DIP и SOIC) с количеством выводов от 8 до 24.

Таблица 2 – Допустимые топологии преобразователей, построенных на основе ШИМ контроллеров серии XTR3001х. 

Ток собственного потребления в активном режиме (на частоте 520 кГц, емкостной нагрузке, температуре 230 °C и напряжении питания 35 В) составляет не более 3,2 мА, а в режиме ожидания (когда на входе ENABLE низкий логический уровень) в худшем случае не превышает 70 мкА. Максимальный выходной ток достигает 50 мА. Среди других отличительных особенностей можно отметить наличие множества конфигурируемых функций, например, дистанционного выключения, защиты от перегрузки по току и провалов входного напряжения, контроля выходного напряжения преобразователя, программирования максимального и минимального коэффициента заполнения для различных режимов работы, выбора полярности выходного сигнала и т.д. Для преобразователей типа push-pull предусмотрен режим чередования импульсов на выходах Hdrv и Ldrv.

Функция плавного запуска позволяет контролировать скорость нарастания выходного напряжения, ограничивая величину пусковых токов во время запуска. Время “плавного старта” зависит от номинала резистора, подключенного к выводу SS/TR. Для контроля выходного напряжения преобразователя можно использовать вывод PGood. Появление на нем высокого логического уровня свидетельствует о том, что напряжение находится в заданных пределах, а также об отсутствии перегрузки по току. В нормальном режиме измеряемое напряжение, подаваемое на вход FB, должно находиться в диапазоне 90-120% от Vref  (1,2 В). Схема защиты от пониженного входного напряжения срабатывает при 3,5 В, типовое значение ее гистерезиса – 0,4 В. По умолчанию частота генератора прямоугольных импульсов определяется номиналами встроенной RC цепочки. Для ее изменения необходимо использовать контур из внешних резисторов и конденсаторов, подключаемый между выводами RT/SYNC и CKOUT.

На рис. 1 представлена одна из типовых схем применения ШИМ контроллера XTR30010. Понижающий преобразователь напряжения выполнен на основе связки XTR30010 и драйверов со встроенными MOSFET транзисторами из серии XTR2041x.

Рис. 1 – Типовая схема применения ШИМ контроллера серии XTR3001х.

Драйверы с интегрированными N-канальными MOSFET.

Каждая микросхема семейств XTR2041х и XTR2081х, предназначенных для применения в импульсных преобразователях напряжения, представляет собой объединенные в одном корпусе и оптимизированные для совместной работы драйвер управления и силовой N-канальный МОП транзистор. Использование данного подхода устраняет необходимость использования дополнительных цепей регулировки при построении источников питания постоянного тока и позволяет минимизировать габариты готового устройства. Встроенные транзисторы характеризуются низким сопротивлением сток-исток во включенном состоянии (R_DS(on)), не превышающим 330-1130 мОм для серии XTR2041x и 780-1700 мОм для XTR2081x (при максимальной температуре эксплуатации). Они подходят для работы в диапазоне частот до сотен кГц, хорошие динамические характеристики обеспечиваются малым временем включения/выключения (в пределах от 39 до 285 нс для разных моделей и различных рабочих температур). Максимальное напряжение исток-сток составляет 45 В у XTR2041x и 80 В (до 100 В в импульсе) у XTR2081x. Постоянный ток стока, измеренный при температуре +230 °С, достигает величины 2,5 А, его импульсное значение не превышает 8,3 А. Входная логика, реализованная на КМОП транзисторах с триггером Шмитта и имеющая ESD защиту, обеспечивает лёгкое подключение к любым схемам с 5В логическими уровнями. Допустимый диапазон напряжений питания низковольтный цепей VDD – 4,5..5,5 В. Все изделия доступны либо в 6-выводных корпусах TO-257 либо в металлокерамических DIP и DFP с 8 контактами. Последний снабжен дополнительной теплоотводящей площадкой, соединенной с истоком транзистора, и отличается минимальным среди всех корпусов тепловым сопротивлением (7 °С/Вт).

Микросхемы серии XTR2041х  могут использоваться в качестве ключей верхнего или нижнего плеча, а также нижнего плеча со сдвигом уровня (в этом случае исток подключается к отрицательному напряжению до -30 В). Серия состоит из шести моделей, для заказа доступно два варианта исполнения. Устройства, имеющие в конце обозначения литеру “А”, например XTR20411A, содержат встроенный бутстрепный диод, благодаря чему отпадает потребность в этом относительно громоздком по сравнению с самой микросхемой внешнем компоненте. Устройства с литерой “B” (XTR20411B или XTR20412B) допускают работу с напряжениями исток-сток от -30 до +35 В.

На рис. 2 показаны основные способы использования изделий серии XTR2041х. В режиме нижнего плеча (рис. 2, а) исток силового транзистора подключается к общему проводу напрямую либо через токоизмерительный резистор. Цепи питания VDD и PVDD тоже могут быть закорочены или соединены через RC фильтр нижних частот для ограничения импульсных помех на шине VDD. Для фильтра рекомендованы резистор с номиналом 100 Ом и конденсатор с емкостью не менее 100 нФ. В режиме верхнего плеча, когда нагрузка подключается к истоку, можно применять два варианта (рис. 2, б и в). Дополнительный бутстрепный источник питания образуется при помощи конденсатора C_BT и диода (внутреннего в модификации “А” или внешнего при использовании варианта “B”). Третий режим работы (ключ нижнего плеча со сдвигом), возможный только с вариантом “B”, обеспечивает положительное или отрицательное смещение выходного потенциала относительно входного в диапазоне от -30 до +35 В (рис. 2, г).

Рис. 2 – Возможные варианты применения микросхем серии XTR2041х.

Схема защиты от пониженного напряжения на выходном каскаде (UVLO) присутствует во всех выпускаемых драйверах. Встроенный детектор постоянно отслеживает уровень напряжения питания выходного каскада (PVDD относительно истока). Во время пуска устройства схема UVLO гарантирует, что выходной транзистор будет выключен при любом входном сигнале, пока контролируемое напряжение не превысит определенный порог (рис. 3, а). Защита выхода от перегрузки по току и короткого замыкания осуществляется путем мониторинга насыщения транзисторов. Для этого каждый раз, когда транзистор находится во включенном состоянии напряжение исток-сток (V_DS) сравнивается в компараторе с установленным при производстве порогом. При возникновении события (desaturation event) транзистор плавно выключается и остается в таком состоянии до очистки соответствующего флага (рис. 3, б). Если во время плавного отключения не сработала защита UVLO, то флаг события сбрасывается по спаду следующего входного импульса. Если процесс плавного отключения не закончился до прихода следующего входного импульса, то транзистор остается выключенным более одного периода входного сигнала. При активации защиты UVLO во время плавного отключения транзистор немедленно переводится в выключенное состояние.

Рис. 3 – Иллюстрации, поясняющие работу защитных функций драйверов серии XTR2041х.

Микросхемы XTR2081х, в отличие от серии XTR2041х, предназначаются для использования только в нижнем плече. Устройства данной серии обладают минимальными временами включения и выключения. Например, для драйвера XTR20812 они составляют 39-81 и 46-100 нс соответственно в диапазоне температур от -60 до +230 °С. В остальном принцип функционирования и набор защитных функций аналогичен предыдущему семейству.

Универсальные драйверы.

Универсальные драйверы XTR2541х предназначены для управления внешними МОП транзисторами P- и N- типов, применяемыми в качестве верхнего и нижнего ключей полумостового каскада. Способные работать в схемах как с положительной, так и отрицательной полярностями они преобразуют входной логический сигнал с амплитудой от 3,5 до 5 В в необходимый для управления уровень и обеспечивают смещение вход-выход в диапазоне от -30 до +35 В, максимальный нагрузочный ток составляет 1 А. Выпускаются в виде некорпусированных кристаллов либо в прочных металлокерамических корпусах DIP-16. Для выбора режима работы служит специальный вывод N_/P, при подключении его к PVDD можно управлять транзисторами P типа, по умолчанию драйвер настроен на работу с N- канальными транзисторами. Также из отличительных особенностей можно отметить наличие защит от короткого замыкания, недостаточного напряжения на выходе, детектирование уменьшения насыщения внешнего силового ключа, функции плавного отключения и генерации сигнала ошибки на специальном выводе ERR. На рис. 4 показана внутренняя структура драйвера XTR25410.

Рис. 4 – Внутренняя структура драйвера XTR25410.

Драйверы серии XTR2501х предназначены для управления силовыми полевыми и биполярными транзисторами, изготовленными как на основе карбида кремния и нитрида галлия, так и с применением традиционных кремниевых материалов. Корректно работающие при температурах от -60 до +230 °С они подходят для совместного использования с устройствами типов JFET, MESFET, MOSFET, BJT и SJT. Благодаря расширенному диапазону температур драйвер может располагаться непосредственно рядом с силовым ключевым элементом, что приводит к минимизации паразитных индуктивностей и ёмкостей между ним и управляемым транзистором. К возможным сферам применения данных микросхем относятся DC/DC преобразователи и импульсные источники питания, интеллектуальные силовые модули, инверторы, силовые преобразователи и электроприводы. Компоненты серии выпускается в виде полупроводниковых кристаллов либо в высоконадёжных герметичных корпусах для поверхностного монтажа (LJCC52). Здесь стоит отметить нестандартную для планарных корпусов нумерацию выводов (рис. 5).

Рис. 5 – Габариты и внешний вид корпуса LJCC52.

Для перевода силовых ключей во включенное состояние драйвер XTR2501x содержит два независимых канала (PU_DR1 и PU_DR2) с пиковым выходным током 4 A на каждый канал. Для выключения силовых транзисторов ИС XTR2501x используются два канала подтяжки затворов “вниз” с максимальным рабочим током 3 A (PD_DR и PD_MC). Канал PD_MC, необходимый для активного подавления эффекта Миллера, имеет цепь плавного отключения силовой нагрузки в аварийном режиме. Высокие уровни выходных токов и малое выходное сопротивление каналов практически снимают ограничения на величину затворных емкостей используемых транзисторов. Работа каналов разрешается при наличии логического сигнала высокого уровня на входе EN, в противном случае выходы PU_DRx переводятся в высокоимпедансное состояние, а на PD_DR и PD_MC устанавливаются низкие потенциалы.

Таблица 3 представляет собой таблицу истинности, определяющую логику работы драйверов XTR2501x. Все выходы могут быть переведены в высокоимпедансное состоянии подачей логической единицы на EN и IN_SSD и логического нуля на все остальные входные линии. Нулевой потенциал на цифровом входе IN_SSD запускает процесс плавного отключения выходов.

Таблица 3 – Таблица истинности драйверов серии XTR2501x. 

Для питания выходных цепей микросхем необходим источник постоянного тока с напряжением в диапазоне от 7 до 35 В, внутренние логические схемы запитываются от 5 В стабилизатора, выход которого соединяется с выводом VDD. Все входные логические схемы выполнены с применением триггеров Шмитта. Интегрированный “зарядовый насос” позволяет использовать ШИМ сигналы с коэффициентом заполнения до 100%. Выводы BST_DRx_N и BST_ DRx_P используются для подключения внешнего бутстрепного конденсатора (бутстрепный диод встроенный).

Интеллектуальные драйверы.

Аналогичное назначение и принципы работы имеют драйверы семейств XTR2502x и XTR2602x, представляющие собой усовершенствованные за счет добавления периферийных блоков и схем защиты версии устройств серии XTR2501x. Помимо усилителей мощности, каскада сдвига уровня и “зарядового насоса” они включают в себя вспомогательную логику, цепи для формирования “мёртвого” времени, источник опорного напряжения и LDO регулятор для питания внутренних логических схем с выходным напряжением 5 В, точностью установки ±5% и выходным током до 50 мА. Кроме того микросхемы серии XTR2602х дополнительно оснащены изолированным четырехканальным приемопередатчиком (2 канала TX и 2 RX), обеспечивающим обмен данными между драйверами и связь с внешним управляющим ШИМ контроллером. Для включения транзисторов драйверы XTR2502x используют один канал (PU_DR) с выходным пиковым током 3 A, выключение выполняется при помощи двух каналов (PD_DR и PD_MC) с рабочим током до 3 A каждый. Микросхемы серии XTR2602х имеют повышенный до 4 А пиковый ток канала PU_DR. Для примера на рис. 6 представлена внутренняя структура драйверов серии XTR2502x.

Рис. 6 – Внутренняя структура драйверов серии XTR2502x.

Защитные цепи включают в себя схему ограничения тока через транзисторы (OCP) и схему блокировки при пониженном напряжении питания источников VCC и VDD. Для контроля величины VCC применяется внутренний 1,2 В ИОН, напряжение с которого поступает на компаратор. На другой вход компаратора через внешний делитель заводится напряжение внешнего источника питания. Флаг аварийного события внутреннего 5 В регулятора устанавливается при снижении напряжения до порога 3,9 В. Измерение тока через транзисторы осуществляется при помощи токочувствительного резистора, подключаемого между выводами SNS_S_N и SNS_S_P. Напряжение с резистора сравнивается с внутренним опорным напряжением 100 мВ схемы OCP, детектируя случаи наступления короткого замыкания. Общий для защитных схем вывод RDY_FLT предназначен для индикации аварийного состояния, низкий логический уровень на нем сигнализирует о срабатывании одной из защитных схем. По умолчанию для возврата в нормальный режим работы и очистки флага RDY_FLT необходим сброс питания. Если же к выводу CLR_FLT подсоединить конденсатор, то драйвер будет перезапускаться автоматически через промежуток времени, определяемый из выражения: t_{CLR_FLT} = 30 кОм * C_CLR. Высокий логический уровень (5 В) на входе XCOND_EN позволяет использовать режим защиты от сквозных токов, возникающих при одновременно открытых транзисторах верхнего и нижнего плеча. Конфигурирование драйверов производится при помощи специального вывода HS_LSB. При HS_LSB=0 они выступают в качестве драйверов нижнего плеча, в противном случае управляют транзисторами верхнего плеча. При полумостовой топологии между двумя драйверами, каждый из которых управляет своим транзистором, осуществляется взаимодействие. Гальваническая развязка сигналов может обеспечиваться при помощи встроенных изолированных трансиверов в случае XTR2602х или при помощи рекомендуемых производителем микросхем серии XTR4001x. На рис. 7 показана типовая полумостовая конфигурация с применением драйверов серии XTR2602х. Здесь затворные резисторы R_PU и R_PD определяют скорость переключения силовых транзисторов.

Рис. 7 – Упрощенная схема использования драйверов серии XTR2602x для управления транзисторами полумоста.

Для заказа доступны бескорпусные полупроводниковые кристаллы либо металлокерамические корпуса LJCC-28, имеющие дополнительную теплоотводящую площадку. Кристалл драйвера соединяется непосредственно с этой площадкой, что позволяет, с одной стороны, улучшить теплоотвод, с другой – увеличить допустимые значения выходных токов. Ожидаемый срок службы устройств при температуре эксплуатации +230 °C составляет 5 лет.

LDO стабилизаторы напряжения.

Линейные стабилизаторы с малым падением напряжения вход/выход представлены сериями XTR7001х и XTR7002х. Они предназначены для применения в регулируемых источниках питания, преобразователях положительного/отрицательного напряжения, а также в качестве источников тока.

Высокотемпературные компоненты XTR7001х работают с входными напряжениями от 2,8 до 5,5 В и обеспечивают величину выходного тока до 1,5 А в диапазоне температур от -60 °C до +230 °C. Падение напряжения вход/выход не превышает 1 В (при токе нагрузки 0,9 А). Малый ток собственного потребления (до 1,3 мА в активном режиме, до 0,55 мА в режиме энергосбережения и менее 20 мкА в режиме ожидания) позволяет использовать их в качестве источников питания микропроцессоров, памяти и датчиков. Нестабильность выходного напряжения по сети и по нагрузке составляет 0,25 %/В и 2,6 %/A соответственно, а температурный коэффициент – 20 ppm/°C. Стабилизаторы серии XTR7001х доступны в виде бескорпусного кристалла (XTR70010), в керамическом корпусе CDFP-10 (XTR70011) или в корпусе стандартного форм-фактора DIP-8 (XTR70015). От варианта корпусного исполнения зависит наличие тех или иных функциональных возможностей. Для примера на рис. 8 изображена внутренняя структура стабилизатора XTR70010.

Рис. 8 – Внутренняя структура стабилизатора XTR70010.

Фиксированные значения выходных напряжений определяются на основе комбинации логических сигналов на вспомогательных входах BG0, BG1 и потенциалов на контактах 0.5V-2.9V, задающих величину опорного напряжения (V_REF). Например, соединение вывода 2.1V с общим проводом устанавливает опору, равной 2,1 В, а каждый из четырех возможных вариантов на входах BG0 и BG1 добавляет по 100 мВ. По умолчанию опорное напряжение составляет 3,3 В. В итоге всего доступно 32 различных номинала в пределах от 0,5 до 3,6 В с шагом 0,1 В. Выходное напряжение соответствует опорному при замыкании вывода VOUTSNS на VOUT. Дополнительная регулировка возможна при подключении резистивного делителя к выводу VOUTSNS, в этом случае расчет выходного напряжения выполняется по формуле V_OUT = V_REF * (1+R1/R2).

Стабилизаторы серии XTR7001x имеют встроенные блоки защиты от перегрузки по току (4 настраиваемых значения в диапазоне от 1,5 до 2,1 А с шагом 0,2 А), от пониженного входного напряжения и от превышения допустимой температуры (245 или 325 °C), цепи ограничения бросков выходного напряжения, плавного старта и отключения. У схем защиты OCP и от перегрева регулировка порогов выполняется с помощью выводов OCP0/OCP1 и TSTh соответственно.

Аналогичную структуру имеют высокотемпературные компоненты серии XTR7002х. Они выгодно отличаются широким диапазоном входных напряжений (от 3 до 30 В), максимальным выходным током 2 А и превосходными точностными характеристиками. Нестабильность выходного напряжения по сети и по нагрузке составляет 0,015 %/В и 0,15 %/A соответственно, температурный коэффициент – 40 ppm/°C, а уровень шума не более 550 мкВ для Vout, равного 15 В, и 75 мкВ для Vout=0,9 В. На рис. 9 показана зависимость выходного напряжения от воздействия температуры эксплуатации.

Рис. 9 – Типовая зависимость выходного напряжения от воздействия температуры для 5 В стабилизатора серии XTR7002х.  

Выходное напряжение регулируется в пределах от 0,9 до 30 В путем использования внешних резисторов и различных значений V_REF, устанавливаемых пользователем. Определенный номинал напряжения задается путем заземления контактов 0.6V, 0.8V, 1.67V, 1.87V, 2.2V, 3.33V, 6.67V и 8V, дополнительные значения получаются при соединении вывода VrefMult с общим проводом. В этом случае активируется умножитель напряжения, позволяющий в 1,5 раза увеличить каждый номинал. Защита реализуется при помощи схемы UVLO с порогом срабатывания 2,75 В, блока OCP, ограничивающего выходной ток на уровне 2,6 А и цепи TS, отключающей стабилизатор при достижении температуры 295 °C. Также среди функциональных особенностей можно отметить возможность дистанционного отключения.

Для приложений, требующих заранее известного определенного номинала выхода, рекомендуются стабилизаторы XTR70022x, выпускаемые в трехвыводных корпусах TO-254. При заказе вместо x в наименование подставляются буквы английского алфавита от A до R, каждой из которой соответствует одно из 18 предустановленных на заводе-изготовителе значений выходного напряжения.

Маломощные стабилизаторы напряжения.

Маломощные стабилизаторы напряжения представляют собой упрощенные версии устройств серий XTR7001х и XTR7002х (рис. 10). Семейство XTR7501х, обладающее широким диапазоном входных напряжений от 2,8 до 35 В и максимальным выходным током до 50 мА, предназначено для применения в регулируемых источниках питания и преобразователях положительного/отрицательного напряжения. Фиксированное значение выходного напряжения из стандартного ряда от 1,2 до 15 В задается путем соединения одноименных выводов с общим проводом, также возможна подстройка в пределах ±2% при использовании внешнего делителя, подключенного к выводу TRIM. Нестабильность выхода при изменении входного напряжения не превышает 0,75%, а малый ток собственного потребления (до 380 мкА) делает эти устройства оптимальными для приборов с батарейным питанием. Также стабилизаторы данной серии обладают хорошей устойчивостью к воздействию высоких температур, их температурный коэффициент не превышает 40 ppm/°C. Среди функциональных особенностей можно отметить возможность дистанционного отключения и плавного запуска.

Количество доступных номиналов выхода зависит от типа корпусного исполнения. Наиболее полнофункциональным устройством с десятью выходными напряжениями является ИС XTR75011, изготавливаемая в 16-выводных керамических корпусах DIP или SOIC. Малогабаритный стабилизатор XTR75014 рассчитан на выходные напряжения 1,2, 1,8, 2,5 и 3,3 В, а XTR75015 обеспечивает номиналы 1,2, 2,5, 5 и 12 В.

Рис. 10 – Упрощенная структурная схема регулятора XTR75011.

Шунтирующие регуляторы напряжения.

Серия XTR431 относится к стабилизаторам напряжения шунтирующего типа. Это сверхнадежная высокотемпературная версия широко известных регуляторов семейства ”431”, построенная на основе КМОП технологии. Регуляторы XTR431 позиционируются в качестве замены стабилитронов во многих ответственных применениях, например, в импульсных и регулируемых источниках питания, преобразователях напряжения, источниках тока и схемах контроля напряжения, применяемых в оборудовании авиационного, космического и автомобильного назначения. Они обеспечивают широкий диапазон выходных токов (от 500 мкА до 50 мА) и способны надежно функционировать с емкостной нагрузкой от 27 нФ и выше. Уровень выходного напряжения может быть установлен в пределах от 2,5 до 35 В при помощи двух внешних резисторов, включенных по схеме делителя напряжения. Также данные компоненты обладают низким температурным коэффициентом (не более 100 ppm/°C) и малым выходным импедансом (0,55 Ом при температуре 230 °C). Полная функциональность гарантируется в диапазоне от -60°C до +230°C, возможна эксплуатация и за пределами этого диапазона, но с ухудшением ключевых параметров. Выпускаются в корпусах для сквозного (DIP-8) и поверхностного (CDFP-8) монтажа, а также в виде некорпусированных кристаллов.

На рис. 11 показана типовая схема использования регулятора серии XTR431. Здесь C_P – паразитная емкость между V_REF и анодом, возникающая в процессе разводки или монтажа кристалла в корпус. Если его величина достигает десятков пФ, необходим компенсирующий конденсатор C1 с номиналом в несколько нФ. Для уменьшения импульсных помех на шине V_OUT между анодом и катодом XTR431 подключается конденсатор C_OUT.

Рис. 11 – Типовая схема применения регулятора XTR431.

Заключение.

Компания X-REL Semiconductor ориентирована исключительно на разработку и выпуск высокотемпературных (-60...+230 °C) электронных компонентов. Надежность серийно выпускаемых изделий обеспечивается собственными технологическими и схемотехническими решениями, применяемыми при проектировании и изготовлении изделий. Линейка продукции компании включает в себя дискретные полупроводниковые компоненты, а также аналоговые и цифровые интегральные схемы различного функционального назначения, адаптированные для эксплуатации в жестких условиях окружающей среды и успешно используемые в электронном оборудовании нефтегазовой отрасли, авиационной и военной технике, автомобильной электронике и т.д.

Список используемой литературы.

1. Официальный сайт компании X-REL Semiconductor. // http://www.x-relsemi.com
2. Electronic products designed for harsh environments. Product catalog. – February 2020. // http://www.x-relsemi.com/en/Documentation/Divers/X-REL-Catalog.pdf