M51996AP, M51996P IC nguồn DIP-14

IC M51996AP và M51996P là các bộ điều khiển chuyển mạch nguồn (switching regulator controllers) được thiết kế để tạo ra điện áp DC ổn định từ nguồn AC. Chúng có khả năng điều khiển trực tiếp MOSFET với xung đầu ra có thời gian tăng và giảm nhanh, cùng với đầu ra totem-pole có khả năng điều khiển lớn.

Thông số kỹ thuật chính:

• Dải điện áp đầu vào: 10V đến 30V.
• Dòng tiêu thụ tối đa (Icc): 17mA.
• Tần số hoạt động tối đa (Fmax): 500kHz.
• Dòng đầu ra tối đa: ±1A.
• Thời gian tăng đầu ra: 60ns.
• Thời gian giảm đầu ra: 40ns.
• Phạm vi nhiệt độ hoạt động: -30°C đến +85°C.
• Gói chân: DIP-14 cho M51996AP và SOP-16 cho M51996FP.

Nguyên lý hoạt động:

M51996A hoạt động như một bộ điều khiển chuyển mạch chính, sử dụng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) để điều chỉnh điện áp đầu ra. IC này tích hợp các chức năng như:

• Dao động tam giác nội: Giúp dễ dàng thiết lập thời gian chết (dead time).
• Chức năng khởi động mềm (Soft Start): Mở rộng chu kỳ để giảm dòng khởi động.
• Giới hạn dòng điện tốc độ cao: Sử dụng phương pháp pulse-by-pulse để phản ứng nhanh với các thay đổi tải.
• Bảo vệ quá áp (OVP): Có thể đặt lại từ bên ngoài bằng cách sử dụng latch.
• Bảo vệ dưới áp (UVLO): Ngăn chặn hoạt động sai của đầu ra khi điện áp cung cấp thấp.

Nhờ các chức năng này, M51996A có thể thực hiện điều khiển chuyển mạch nhanh chóng và hiệu quả, phù hợp cho các ứng dụng như bộ điều chỉnh chuyển tiếp (feed forward regulator) và bộ điều chỉnh fly-back.

Sơ đồ chân IC nguồn M51996

Sơ đồ cấu tạo M51996

Mạch ứng dụng M51996

Phân tích mạch nguồn xung dung IC nguồn M51995AFP cho các dòng biến tần Mitsubishi

1. Phân tích tổng quan mạch nguồn xung

Mạch nguồn này có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC 380V sang nhiều mức DC ổn định để cung cấp cho các khối mạch điều khiển trong biến tần.

Các khối chính bao gồm:

1. Mạch chỉnh lưu và lọc nguồn đầu vào (Chỉnh lưu AC 380V thành DC 540V).
2. Khối điều khiển PWM sử dụng IC M51996AFP (Tạo xung đóng cắt).
3. Mạch hồi tiếp ổn định điện áp sử dụng IC uPC1093 + Opto PC817.
4. Mạch chỉnh lưu và lọc đầu ra (Tạo ra các điện áp +5V, +12V, +15V, -15V, +18V, -18V, +24V).

2. Hoạt động từng khối chi tiết

2.1. Mạch chỉnh lưu và lọc nguồn đầu vào

• L1, L2: Là đầu vào AC 380V.
• D5, D6, D7, D8: Cầu diode chỉnh lưu AC 380V → DC 540V.
• C22, C23 (88uF/400V): Tụ lọc giúp làm phẳng điện áp DC.
• Mạng điện trở R215, R216, R217 (120K): Chia áp để hạn dòng và cân bằng điện áp.

2.2. Mạch điều khiển PWM sử dụng IC M51996AFP

IC M51996AFP là một bộ điều khiển PWM chuyên dụng, đóng vai trò tạo ra xung điều khiển cho transistor công suất để chuyển mạch điện áp.

Các chân quan trọng của IC:

• Chân 16 (Vcc): Cấp nguồn cho IC.
• Chân 9 (OUT): Xuất xung PWM để điều khiển transistor TR1 (2SC2225).
• Chân 15 (F/B – Feedback): Nhận tín hiệu hồi tiếp từ opto PC817.
• Chân 5 (OVP – Over Voltage Protection): Bảo vệ quá áp.
• Chân 11 (CLM+ – Current Limit): Giới hạn dòng.

Hoạt động của khối này:

• IC M51996AFP tạo ra xung PWM có tần số cao trên chân OUT.
• Xung này điều khiển transistor TR1 (2SC2225) để đóng cắt điện áp cao tần qua cuộn sơ cấp của biến áp xung (BT7).
• Nhờ quá trình đóng cắt, điện áp AC cao tần được tạo ra ở cuộn sơ cấp biến áp.

2.3. Mạch hồi tiếp ổn định điện áp (uPC1093 + PC817)

• IC uPC1093: Là bộ khuếch đại lỗi, dùng để so sánh điện áp đầu ra với giá trị tham chiếu.
• Opto PC817: Cách ly tín hiệu hồi tiếp giữa phần điện áp thấp và mạch điều khiển.

Hoạt động của mạch hồi tiếp:

1. Điện áp đầu ra được lấy mẫu qua cầu phân áp (R165, R166, R167).
2. Nếu điện áp đầu ra tăng hoặc giảm so với giá trị mong muốn, IC uPC1093 sẽ điều chỉnh dòng qua đèn LED trong opto PC817.
3. PC817 thay đổi tín hiệu điều khiển về chân F/B (chân 15) của M51996AFP.
4. Dựa vào tín hiệu này, M51996AFP điều chỉnh độ rộng xung PWM, giúp ổn định điện áp đầu ra.

2.4. Mạch chỉnh lưu và lọc đầu ra

Sau khi điện áp cao tần được tạo ra ở cuộn thứ cấp của biến áp xung, nó sẽ được chỉnh lưu và lọc thành các mức điện áp DC.

• D7, D8, D28, D?: Các diode xung chỉnh lưu điện áp AC cao tần thành DC.
• C7, C8, C9, C10, C13, C2200uF/10V: Các tụ lọc giúp làm mịn điện áp đầu ra.
• IC LM7805: Tạo ra điện áp ổn định 5V từ 12V.

Các mức điện áp đầu ra gồm:

• +5V (qua LM7805).
• +12V, +15V, -15V, +18V, -18V, +24V (cấp cho các mạch điều khiển khác trong biến tần).

3. Kết luận

• IC M51996AFP đóng vai trò điều khiển PWM, tạo xung đóng cắt TR1 để tạo điện áp sơ cấp cho biến áp xung.
• IC uPC1093 + Opto PC817 đảm nhiệm phản hồi, giúp ổn định điện áp đầu ra.
• Mạch cung cấp nhiều mức điện áp khác nhau cho các khối điều khiển trong biến tần Mitsubishi A700.

Datasheet của M51996