SLKORSoluzioni di azionamento per relè miniaturizzati

Informazioni su Slkor:

Slkor ha sede a Shenzhen, nella provincia del Guangdong, in Cina. Lo sviluppo dell'azienda è guidato da nuovi materiali, nuovi processi e nuovi prodotti. Il team tecnico di Slkor è composto principalmente da esperti della Yonsei University in Corea del Sud e della Tsinghua University in Cina. Hanno maturato una profonda conoscenza del processo produttivo leader a livello internazionale dei MOSFET al carburo di silicio e della tecnologia dei diodi di potenza a recupero ultrarapido di quinta generazione. Dal suo status iniziale di azienda di progettazione fabless, Slkor si è evoluta in un'azienda integrata che combina ricerca e sviluppo progettuale, produzione, vendita e servizi tecnici. Slkor è un'azienda nazionale high-tech e ha ottenuto la certificazione del sistema di gestione della qualità ISO9001, nonché certificazioni UE come ROHS e REACH.

Slkor ha istituti di ricerca e sviluppo a Busan, Corea del Sud, Pechino e Suzhou, Cina. La maggior parte della produzione di wafer e del confezionamento e collaudo dei chip avviene in Cina. La sede centrale di Shenzhen ha laboratori e un magazzino centrale. La rete di cooperazione internazionale dell'azienda si estende in tutto il mondo, servendo oltre diecimila clienti in tutto il mondo. Slkor ha richiesto cento invenzioni brevettate in modo condizionale e offre oltre 2000 modelli di prodotti. Hanno stabilito sistemi di gestione completi e flussi di lavoro semplificati. Con qualità eccellente e servizi standardizzati, "SLKORIl marchio ha rapidamente guadagnato riconoscimento, reputazione e quote di mercato. I prodotti Slkor includono diodi, transistor, dispositivi di potenza discreti e chip di gestione dell'alimentazione, suddivisi in tre serie principali. Hanno anche introdotto nuovi prodotti come sensori Hall, ADC e BMS. L'azienda ha accumulato anni di esperienza tecnica in MCU specializzate e chip di interfaccia.

1. Guida alle applicazioni

I piccoli relè sono comunemente utilizzati nei sistemi elettronici per controllare la commutazione dei circuiti e hanno applicazioni diffuse in apparecchiature, strumenti ed elettrodomestici industriali. Il cuore dei moderni circuiti di controllo sono solitamente i chip dei computer come MCU, DSP e FPGA. Questi chip core non hanno potenza di uscita sufficiente per controllare direttamente piccoli relè e possono essere pilotati SLKORpiccoli transistor BC817-25, BC848B, BC847B e piccoli MOSFET 2N7002E, SL2302S, SL2300, SL3400, SL3402 e array Darlington ULN2001D, ULN2003AU, ULN2803AS, ecc.

Nell'esempio seguente utilizzeremo come esempio il pilotaggio di un piccolo relè ad alta potenza JQC-3FF/12VDC-1ZS (551) da HF. La bobina del relè ha una tensione nominale di 12 V, una tensione di azione di 9 V, una tensione massima di 15.6 V e una resistenza della bobina di 400 Ω. Quando alimentato a 12V, la corrente della bobina è 30mA. Qui introdurremo il progetto di pilotaggio del piccolo relè utilizzando rispettivamente BC848B, SL2302 e ULN2803AS. Prendendo come esempio l'MCU STM32F030C8T6, qualsiasi pin IO può fornire un limite massimo di 25 mA di corrente pull-up o pull-down e il limite totale di corrente pull-up o pull-down per tutti i pin IO è 80 mA. Pertanto, quando si applicano i pin IO, dovrebbe esserci un margine sufficiente. Il valore tipico del debole resistore pull-down per il pin IO è 40KΩ. Quando alimentato a 3.3 V, se il pin IO emette 8 mA di corrente, il livello minimo di uscita alto è 2.9 V e se il pin IO assorbe 8 mA di corrente, il livello massimo di uscita basso è 0.4 V.

2. utilizzando SLKOR BC847B a Drive

La tensione collettore-emettitore (VCEO) del transistor BC847B è 45 V e la corrente del collettore (IC) è 100 mA. Il guadagno di corrente CC (HFE) varia da 200 a 450 e la tensione di saturazione massima del collettore-emettitore è 600 mV. La capacità di ingresso tipica (CIB) è 9pF.

Quando si pilota una bobina di relè, il transistor funziona in stato di interruzione (rilascio del relè) o di conduzione saturata (attivazione del relè).

Durante la transizione dall'attivazione al rilascio del relè, la bobina del relè genera una forza elettromotrice inversa (fem). L'energia immagazzinata nella bobina viene scaricata attraverso il diodo di ricircolo (D) e la resistenza della bobina. La fem inversa è limitata a una caduta di tensione diretta di 0.7 V ai capi del diodo, che è molto inferiore alla tensione di rottura del transistor, proteggendo così il transistor stesso.

I valori dei resistori R1 e R2 nel circuito devono garantire che il transistor entri in modo affidabile in profonda saturazione quando la tensione di ingresso è 2.9 V. Supponendo un HFE di 200 per il transistor BC847B e una corrente di pilotaggio del relè di 30 mA, la corrente di base (IB) viene calcolata come 0.15 mA (30 mA/200). Per garantire una saturazione profonda, la corrente di base viene aumentata a 0.3 mA. Supponendo che la tensione base-emettitore (VBE) sia 0.7 V quando il transistor BC847B è saturo e la tensione di uscita di alto livello del microcontroller (MCU) STM32F030C8T6 sia almeno 2.9 V, la tensione sul resistore R1 dovrebbe essere 2.2 V.

Il resistore R2 viene aggiunto per interrompere in modo affidabile il transistor BC847B in condizioni avverse. Quando VBE è 0.7 V, la corrente attraverso R2 è IR2=0.7/22=0.032 mA. Per garantire una saturazione profonda, la corrente totale attraverso il resistore R1 dovrebbe essere IR1=0.3+0.032=0.332 mA. Pertanto, il valore di resistenza massimo per R1 è R1=2.2/0.332=6.63 KΩ. Scegliendo R1 come 3.3 KΩ si garantisce che il transistor BC847B possa entrare in profonda saturazione anche con variazioni dei parametri dei componenti. In condizioni di saturazione profonda, quando l'alimentazione è 12 V, la tensione minima di pilotaggio del relè è 11.4 V, sufficiente a garantire un'attivazione affidabile del relè.

La costante di tempo per la conduzione può essere approssimativamente stimata come R=R1|R2=2.9KΩ e RC=2.9KΩ*9pF=26.1pS. Il tempo del processo di transizione è estremamente breve!

Quando l'MCU STM32F030C8T6 emette una tensione di basso livello, pari al massimo a 0.4 V, la tensione dell'emettitore base del transistor BC847B è inferiore a 0.4 V, garantendo un'interruzione affidabile per il rilascio del relè.

Per garantire la massima affidabilità, si consiglia di abilitare i deboli resistori pull-down (valore tipico di 40 KΩ) per la porta I/O configurata nel software per l'MCU STM32F030C8T6.

3. utilizzando SLKOR SL2302 a Drive

Migliori SLKOR SL2302 è un MOSFET a canale N per piccoli segnali. La sua tensione massima drain-source (VDS) è di 20 V, la tensione massima gate-source (VGS) è di 12 V e la resistenza di conduzione massima (RDS(on)) è di 85 mΩ con VGS = 2.5 V e ID = 3.1 A. La tensione di soglia massima (VGS(th)) per la conduzione del gate è di 1.2 V, mentre la minima è di 0.65 V. La capacità di ingresso tipica (CISS) è di 300 pF.

Quando STM32F030C8T6 emette una tensione di alto livello di almeno 2.9 V, presupponendo R1 = 10 KΩ e R2 = 100 KΩ, la tensione a stato stazionario sul gate SL2302 (VGS D) viene calcolata come (100/(100+10))* 2.9 = 2.64 V. Ciò garantisce che l'SL2302 rimanga in uno stato affidabile di conduzione di super saturazione. In supersaturazione, la resistenza di conduzione dell'SL2302 non è superiore a 85 mΩ. Supponendo un'alimentazione a 12 V, la tensione di pilotaggio del relè è molto vicina a 12 V, sufficiente per un'attivazione affidabile del relè.

Quando STM32F030C8T6 emette una tensione di basso livello, con una tensione massima di 0.4 V, la tensione di gate SL2302 è inferiore a 0.4 V, garantendo un'interruzione affidabile e consentendo il rilascio affidabile del relè.

La costante di tempo per la conduzione può essere approssimativamente stimata come R = R1|R2 = 9.1 kΩ e RC = 9.1 kΩ * 300 pF = 2.73 ns. Il tempo di transizione è molto breve! Quando il relè passa dall'attivazione al rilascio, la bobina genera una forza elettromotrice inversa (fem). L'energia immagazzinata nella bobina viene scaricata attraverso il diodo di ricircolo (D) e la resistenza della bobina. La fem inversa è limitata a una caduta di tensione diretta di 0.7 V ai capi del diodo, che è molto inferiore alla tensione di rottura del MOSFET, proteggendolo così. Per garantire la massima affidabilità, si consiglia di abilitare la resistenza di pull-down debole (valore tipico di 40 kΩ) per la porta I/O configurata nel software per STM32F030C8T6.

4. utilizzando SLKOR ULN2803AS da guidare

SLKOR ULN2803AS è un driver per transistor Darlington NPN a otto canali con diodi di ricircolo integrati. È adatto per pilotare più relè di piccole dimensioni, motori passo-passo miniaturizzati, solenoidi, indicatori, ecc. La sua tensione di uscita massima è di 50 V e la corrente di collettore massima per un singolo canale è di 500 mA. La tensione di saturazione collettore-emettitore massima è di 1.1 V con una corrente di collettore di 100 mA e la tensione di ingresso massima è di 2.4 V con una corrente di collettore conduttiva di 200 mA. La corrente di ingresso massima è di 1.35 mA con una tensione di ingresso di 3.85 V e la capacità di ingresso massima (CI) è di 25 pF.

L'STM32F030C8T6 è utilizzato come controller principale e la maggior parte delle sue porte I/O può pilotare direttamente gli ingressi dell'ULN2803AS. La tensione di uscita minima ad alto livello è di 2.9 V e la tensione di uscita massima a basso livello è di 0.4 V, il che soddisfa pienamente i requisiti per il pilotaggio dell'ULN2803AS. Per migliorare l'immunità alle interferenze dell'STM32F030C8T6, è possibile collegare in serie una resistenza da 560 Ω tra la sua porta I/O e l'ingresso dell'ULN2803AS. Per il pilotaggio di relè di piccole dimensioni, i diodi di ricircolo interni dell'ULN2803AS forniscono una capacità di ricircolo sufficiente, quindi in genere non è necessario aggiungere diodi di ricircolo aggiuntivi. Se è richiesta un'affidabilità estremamente elevata, è possibile prendere in considerazione l'aggiunta di diodi di ricircolo separati. Il tempo di commutazione tipico dell'ULN2803AS è di circa 1 μs e per pilotare piccoli relè non sono necessari ulteriori calcoli.

Supponendo un'alimentazione da 12 V, la tensione minima di pilotaggio del relè è 10.9 V, sufficiente per un'attivazione affidabile del relè. Quando STM32F030C8T6 emette una tensione di basso livello, con una tensione massima di 0.4 V, ULN2803AS può interrompere e rilasciare in modo affidabile il relè.

Per garantire la massima affidabilità, si consiglia di abilitare il debole resistore pull-down (valore tipico di 40 KΩ) per la porta I/O configurata nel software per STM32F030C8T6.

SLKOR offre prodotti di fascia alta come diodi al carburo di silicio (SiC) e SiC MOSFET, IGBT e diodi di potenza a recupero ultrarapido di quinta generazione, in grado di soddisfare le esigenze di settori quali veicoli a nuova energia, apparecchiature di fascia alta, comunicazioni ed energia, energia solare fotovoltaica, apparecchiature mediche e Internet industriale. SLKOR fornisce anche prodotti di uso generale come diodi Schottky, diodi di protezione ESD e diodi di soppressione dei transitori TVS, nonché dispositivi di potenza come ad alta-MOSFET di tensione media-MOSFET di tensione e MOSFET a bassa tensione, tiristori e raddrizzatori a controllo al silicio (SCR) e chip di gestione dell'alimentazione come LDO, chip AC-DC e DC-DC. Inoltre, SLKOR offre servizi complementari come sensori, fotoaccoppiatori ad alta velocità e oscillatori a cristallo per varie applicazioni in prodotti come smartphone, laptop, robot, case intelligenti, IoT, illuminazione a LED, prodotti digitali 3C, dispositivi indossabili intelligenti e IoT.

SLKOR si dedica alla costruzione di una piattaforma che sia ecologica, composita e inclusiva. Il sito ufficiale dell'azienda ha colonne per i tecnici blog, rubrica di esperti, ssoluzioni, elettroniche blog, and dinamiche del settore. IL "SLKOR È in fase di progettazione la Technology Lecture Hall", con l'intenzione di invitare studiosi ed esperti internazionali a tenere conferenze pubbliche. Ci saranno collisioni di idee, scambi accademici e una festa di pensieri, fornendo una piattaforma di apprendimento e comunicazione per i colleghi dell'informazione elettronica. SLKOR integra anche lo spirito di unità, l'impegno e le scoperte derivanti dallo sport nella sua cultura del lavoro, sostenendo un lavoro felice e una vita felice. La società ha costituito la "SLKOR Warriors Basketball Team" e tiene regolarmente varie attività culturali e di intrattenimento. SLKOR sostiene la cultura aziendale di "Integrità, Progresso, Tenacia, Dettaglio" e un valore etico di equità, apertura e cooperazione, "Non fare agli altri ciò che non vuoi sia fatto a te stesso" lavorare con fornitori, partner di canale, clienti e partner cooperativi per promuovere lo sviluppo mondiale con tecnologia e prodotti e realizzare la visione dell'azienda di diventare leader nel settore dei semiconduttori.