MOSFET транзисторы фирмы STMicroelectronics для электронных балластов

Трубчатые люминесцентные лампы нашли массовое применение в промышленных, общественных и коммерческих зданиях (для внутреннего освещения). Благодаря повышенной энергоэффективности и способности создавать рассеянный свет, они идеально подходят для освещения больших открытых помещений. Однако качество освещения и продолжительность срока службы лампы зависят от устройства, обеспечивающего ее зажигание и поддержание рабочего режима. Обыкновенно электропитание люминесцентных ламп производится током сетевой частоты 50 Гц от электромагнитных пускорегулирующих аппаратов (ПРА), в которых высокое напряжение для зажигания получают от реактора после размыкания биметаллического ключа, обеспечивающего протекание через себя тока накала электродов при замкнутом состоянии контактов.

Традиционная схема подсоединения лампы (дроссель + стартер) неудобна тем, что включение и горение ламп во многом зависят от колебаний напряжения сети и окружающей температуры. По мере старения ламп влияние этих факторов усиливается: лампы перестают включаться или начинают мигать. Хорошо знакомая картина! В результате необходимы дополнительные затраты на обслуживание световых приборов.

Устранить эти недостатки и получить дополнительные возможности энергосбережения позволяют электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА), второе название которых — электронные балласты.

Электронные балласты имеют некоторые преимущества перед классическими электромагнитными, обеспечивая:

• значительное (в 3–4 раза) уменьшение эксплуатационных расходов;
• высокое качество потребляемой электроэнергии — близкий к единице коэффициент мощности благодаря потреблению синусоидального тока с нулевым фазовым сдвигом;
• подавление радиопомех, возникающих при зажигании и работе лампы, и гарантию электромагнитной совместимости;
• быстрое, без мерцаний ишума, зажигание ламп;
• увеличенный срок службы ламп благодаря щадящему режиму работы и пуска;
• стабильность освещения независимо от колебаний сетевого напряжения;
• стабильный во времени световой поток без стробоскопических эффектов;
• увеличенный максимальный световой поток лампы при сохранении энергопотребления, равного потреблению с электромагнитными балластами.

При разработке электронных балластов перед разработчиками обычно встает проблема выбора недорогих и надежных элементов. В связи с тенденциями миниатюризации электронного оборудования и снижения потребляемой мощности особую актуальность приобретает вопрос повышения КПД устройства.

Следуя запросам ведущих производителей электронного оборудования, STM постоянно расширяет номенклатуру MOSFET-транзисторов, модернизирует технологические процессы производства, тем самым улучшая их параметры. STMicroelectronics предлагает два различных семейства высоковольтных транзисторов серий SuperMESH и MDmesh.

Серия SuperMESH

Серия создана для построения недорогих и эффективных преобразователей. В ней для каждого приложения можно подобрать транзистор с оптимальными характеристиками. Это позволит создать недорогой надежный балласт.

Семейство транзисторов обладает следующими отличительными особенностями:

• более низкое, чем в предыдущих поколениях, сопротивление открытого канала (R_СИ.отк), как следствие — низкое тепловыделение, что позволяет экономить площадь радиатора;
• малое пороговое напряжение (U_ЗИ.пор) 1,5–2 В, позволяющее создавать схемы с низким напряжением питания;
• встроенный защитный стабилитрон между затвором и стоком, повышающий устойчивость силового каскада к помехам и перегрузкам;
• превосходная переходная характеристика DV/dt.

Семейство SuperMESH включает в себя три ряда, различающихся максимальным напряжением сток/исток (U_СИ), 450, 550 и 650 В. Замыкает этот ряд комплементарная пара транзисторов STS1DNC45, выпускающаяся в корпусе SO-8, которая создана специально для балластов малой мощности.

Высокие параметры семейства позволяют добиться более качественной работы схемы, чем на элементах фирм-конкурентов.

Серия MDmesh

Если вы занимаетесь разработкой малогабаритных высокотехнологичных устройств и конечная цена прибора отходит на второй план, советуем обратить внимание на транзисторы серии MDmesh.

Транзисторы серии MDmesh отличаются от SuperMESH:

• рекордно низким сопротивлением открытого канала (R_СИ.отк) и, как следствие, минимальным тепловыделением;
• в них снижены величина заряда затвора и, соответственно, потери на переключение;
• в них снижено тепловое сопротивление «кристалл-корпус» R_{th j–c};
• улучшена устойчивость к пробоям при большой величине DV/dt.

MDmesh-транзисторы рекомендуется ставить в каскады коррекции мощности, где необходимо получить малые нелинейные искажения. Также эти транзисторы прекрасно работают в мостовых схемах благодаря наличию встроенного быстрого диода.

Схемотехника

И в заключение приведем пример схемы с использованием одного из вышеупомянутых элементов (рис. 3).

Литература

1. Журнал Express № 69. STM, 2003.
2. http://www.st.com/stonline/prodpres/discrete/powmosft/fredmesh.htm
3. http://www.st.com/stonline/prodpres/discrete/powmosft/smesh.htm
4. http://www.st.com/stonline/prodpres/discrete/powmosft/powmosft.htm
5. http://www.st.com/stonline/products/literature/an/3706.pdf
6. http://ec.irf.com/v6/en/US/adirect/ir?cmd=catProductDetailFrame & productID=IRF730
7. http://ec.irf.com/v6/en/US/adirect/ir?cmd=catProductDetailFrame & productID=IRF830