CC BY
50Компоненты и технологии, № 4'2002 Компоненты
Микросхемы производства IMP
для систем электропитания портативной аппаратуры
В статье приведен краткий обзор продукции американской компании IMP, специализирующейся на разработке и производстве микросхем для систем электропитания малогабаритного оборудования с низким энергопотреблением.
Виктор Алексеев, к. ф.-м. н.
Андрей Колпаков
Введение
IMP (International Microelectronic Products Inc., www.impweb.com) — известная американская компания, основанная в 1981 году.
Основные производственные площади, расположенные в Сан-Хосе, Калифорния, занимают площадь более 16 тыс. кв. м. Из них более половины приходится на «чистые помещения» класса 10. Все заводы IMP имеют сертификат ISO 9001.
Одним из главных направлений деятельности IMP является разработка и производство стабилизаторов с малыми потерями (LDO), микросхем для управления электролюминисцентными световыми приборами, супервизоров для цепей электропитания, интеллектуальных контроллеров напряжения цепей USB и токовых ШИМ-контроллеров.
Другое направление деятельности IMP связано с производством микросхем для телекоммуникационных систем. Для этого направления IMP выпускает
Таблица 1. Основные технические характеристики LDO
Тип Vin, V Vout, V Vdo, mV @Il, mA REF SD EO OC TP Pack
IMP2014 б,5 2,5-4 70@50 + + + + SOT-23
IMP2015 б,5 2,5-4 1б0@100 + + + + SOT-23
IMP2054 б,5 2,5-4 70@50 + + + + SOT-23
IMP2055 б,5 2,5-4 1б0@100 + + + + SOT-23
IMP2070 б,5 5,5max 70@50 + + + SOT-23
IMP882 11,5 11,5max б40@200 + + DIP-8
IMP883 11,5 11,5max 240@200 + + + DIP-8
IMP884 11,5 11,5max б40@200 + + + DIP-8
IMP2071 б,5 5,5max 1б0@100 + + + DIP-8
IMP2185 б,5 2,5-4 250@150+ + + SOT-23
IMP2186 б,5 2,5-4 250@150 + + + + SOT-23
IMP2187 б,5 5,5max 250@150 + + + SOT-23
IMP37 5,5 2,5-3,3 950@800 + + SOT-223
Обозначения:
2,5-4 - фикс, 2,5V, 2,7V, 2,85V, 3,0V, 3,3V, 3,6V, 4,0V;
Vin — входное напряжение; Vout — выходное напряжение;
Vdo@Il — падение напряжения при токе нагрузки; REF — источник опорного напряжения;
SD (Shut Down) — вход отключения; EO (Error Output) — выход сигнала неисправности;
OC (Over Current) — защита от перегрузки по току; TP (Thermal Protection) — защита от перегрева;
PACK — тип корпуса.
активные терминаторы SCSI, цифровые переключатели для вычислительных сетей (Serial Telecom Bus), универсальные, асинхронные приемопередатчики для телекоммуникаций.
Кроме того, значительная доля продукции IMP приходится на специальные микросхемы и модули, выпускаемые по заказам крупных мировых производителей электронной техники.
Ниже приводим краткое описание основных характеристик и параметров микросхем для систем электропитания. В следующих номерах журнала мы планируем более подробно рассказать о продукции IMP.
LDO-стабилизаторы с малыми потерями
IMP выпускает несколько семейств стабилизаторов напряжения с малыми потерями, имеющими в своем классе уникальные параметры. Основные технические характеристики приведены в таблице 1.
Из перечисленных в табл. 1 LDO следует отметить два семейства: IMP37 и IMP2ххх.
Семейство IMP2ххх с выходным током до 160 мА, оптимизированное для низковольтной аппаратуры с батарейным питанием, имеет следующие характеристики:
• потребляемый ток не более 33 мкА;
• ток в дежурном режиме не более 2 мкА;
• падение напряжения на 40 % ниже, чем у аналогов;
• погрешность не более 2,5 %;
• корпус SOT-23;
• температура кристалла до 165 °С.
Семейство IMP37 разработано для оборудования с выходным током до 800 мА.
Основные технические характеристики:
• потребляемый ток не более 75 мкА;
• погрешность не более 1 %;
• корпус SOT-223;
• температура кристалла до 165 °С.
Микросхемы IMP2014, IMP2015, IMP2054,
IMP2055, IMP2070, IMP2071, IMP2185, IMP2186, IMP2187 представляют собой полные аналоги микросхем производства TelCom Semiconductors TC1014, TC1015, TC1054, TC1055, TC1070, TC1071, TC1185, TC1186, TC1187.
Компоненты и технологии, № 4'2002
Микросхемы для управления электролюминесцентными световыми приборами
Таблица 2. Технические характеристики драйверов ЭЛСП
В данной статье под термином «электролюминесценция» подразумевается классическое определение, трактующее это явление как «выделение света из люминофоров под действием электрического тока». Под электролю-минесцентными световыми приборами (ЭЛСП) ниже подразумеваются пленочные конструкции, состоящие, в простейшем случае, из защитного прозрачного экрана, слоя люминофора и токопроводящего слоя. В зависимости от приложенного напряжения и химического состава люминофора эти устройства излучают свет различных длин волн. Подобные устройства используются в качестве подсветки экранов ЖКИ, подстветки приборных панелей и т. д.
Фирма IMP специализируется на производстве драйверов ЭЛСП, предназначенных для использования в малогабаритной переносной аппаратуре с низким энергопотреблением.
Все предлагаемые микросхемы содержат импульсный источник питания, высокочастотный задающий генератор, высоковольтный полумостовой драйвер с задающим генератором.
Основные технические характеристики драйверов ЭЛСП приведены в таблице 2.
IMP522 — двухканальный драйвер, позволяющий двум лампам работать независимо и имеющий возможность коммутации выходов.
IMP527 работает от одной батареи 1,5 В и развивает выходное напряжение до 180 В. Микросхема имеет дежурный режим с током потребления 1 мкА.
IMP528 имеет выходное напряжение 220 В при питании от напряжения 2-6,5 В. Выходное высоковольтное напряжение стабилизировано, что позволяет использовать микросхему в широком диапазоне напряжения питания батареи.
IMP560 ограничивает выходное напряжение на уровне 120 В, что позволяет снизить ток потребления на 50 %. Применяется для питания маломощных ламп в условиях колебаний уровня внешнего освещения.
IMP525 может работать от одной батарейки при напряжении 0,9 В.
Все микросхемы доступны в корпусах SO-8, MicroSO-8 и в бескорпусном исполнении.
Наименование IMP Корпус Uвх., В Uвых., В Каналы Аналог (Supertex)
IMP522 SO-10 2.0-б.5 220 2
IMP525 SO-8, Die 0.9-2.5 112 1 HV825
IMP527 SO-8, Die 0.9-2.5 180 1
IMP528 SO-8, Die 2.0-б.5 220 1
IMP560 SO-8, Die 2.0-б.5 120 1
IMP803 SO-8, Die 2.0-б.5 180 1 HV803
Драйверы ЭЛСП производства IMP имеют ряд преимуществ по сравнению с аналогами. Так, например, все микросхемы серии IMP5xxx имеют внешнюю регулировку цвета и яркости лампы. Драйверы IMP803 имеют ток потребления на 25 % меньше, чем HV823.
Супервизоры для цепей электропитания
Микросхемы IMP690A/692A, IMP802L/M и IMP805L представляют собой микропроцессорные супервизоры с переключением на резервное питание. Эти микросхемы являются усовершенствованным вариантом хорошо известных супервизоров MAX690/692/802/805.
Ток потребления у супервизоров IMP на 70 % меньше, чем у их аналогов производства MAXIM.
Технические характеристики:
• максимальный ток потребления — 100 мкА;
• встроенный переключатель резервного батарейного питания;
• монитор потери питания;
• сторожевой таймер 1,6 с;
• пороги срабатывания — 4,40 В, 4,65 В;
• время ожидания (Reset Timeout Period) — 200 мс;
• выход типа PUSH-PULL с активным низким логическим уровнем (IMP805L — активный высокий уровень);
• защита от короткого замыкания и перегрева;
• температурный диапазон: от -40 до +85 °С;
• корпус — CerDIP8, DIP8, SO8. IMP705/706/707/708/813 — это прецизионные мониторы цепей питания микропроцессоров, представляющие собой усовершенствованные варианты MAX705/706/708/813.
Ток потребления у супервизоров IMP на 60 % меньше, чем у микросхем производства MAXIM.
Технические характеристики:
• максимальный ток потребления — 140 мкА;
• монитор потери питания;
• выход ручного сброса;
• сторожевой таймер — 1,6 с;
• пороги срабатывания — 4,40 В, 4,65 В;
• время ожидания (Reset Timeout Period) — 200 мс;
• выход типа PUSH-PULL с активным низким логическим уровнем (IMP705/706);
• выход типа PUSH-PULL с активным высоким логическим уровнем (IMP707/708/813);
• дополнительный вход для контроля батарейного питания;
• пороговый уровень контроля напряжения — 1,25 В;
• защита от короткого замыкания и перегрева;
• температурный диапазон: от -40 до +85 °С;
• корпус — DIP8, SO8.
IMP8O9/8lO — микромощные трехвыводные супервизоры для цепей питания микропроцессоров.
Данные модели являются усовершенствованными вариантами MAX809/810.
Ток потребления у супервизоров IMP на 80 % меньше, чем у аналогов производства MAXIM.
Технические характеристики:
• максимальный ток потребления — 6 мкА;
• пороги срабатывания — 2,63; 2,93; 3,08; 4,0; 4,38; 4,63 В;
• время ожидания (Reset Timeout Period) — 140 мс;
• выход типа PUSH-PULL с активным низким логическим уровнем (IMP809);
• выход типа PUSH-PULL с активным высоким логическим уровнем (IMP810);
• защита от короткого замыкания и перегрева;
• температурный диапазон: от -40 до +105 °С;
• корпус — 3SOT23.
IMP8ll/8l2 — микромощные четырехвыводные супервизоры для цепей питания микропроцессоров с выходом ручного сбороса.
Эти микросхемы представляют собой модернизированные аналоги MAX811/812 с рас-
IMP Driver 1C System Diagram
Компоненты и технологии, № 4'2002
ширенным верхним температурным диапазоном (+105 °С) и дополнительным порогом срабатывания 4,0 В.
Технические характеристики:
• максимальный ток потребления — 6 мкА;
• выход ручного сброса;
• пороги срабатывания — 2,63; 2,93; 3,08; 4,0; 4,38; 4,63 В;
• время ожидания (Reset Timeout Period) — 140 мс;
• выход типа PUSH-PULL с активным низким логическим уровнем (IMP811);
• выход типа PUSH-PULL с активным высоким логическим уровнем (IMP812);
• защита от короткого замыкания и перегрева;
• температурный диапазон: от -40 до +105 °С
• корпус — 4SOT143.
IMP1223I1233, IMP181OI1811/1812/1815/
1816/1817 — прецизионные микромощные супервизоры для микропроцессорных систем.
Эти микросхемы представляют собой усовершенствованные супервизоры DS1223/1233/ 1810/1811/1812/1815/1816/1817 производства Dallas Semiconductor.
Ток потребления у супервизоров IMP на 60 % меньше, чем у указанных аналогов Dallas. Технические характеристики:
• максимальный ток потребления — 10 мкА;
• пороги срабатывания — 2,55; 2,72; 2,88; 3,06; 4,12; 4,13; 4,35; 4,37; 4,375; 4,62 В;
• время ожидания (IMP1810/1811/1812/1815/ 1816/1817) — 150 мс;
• время ожидания (IMP1223/1233) — 350 мс;
• выход типа PUSH-PULL с активным низким логическим уровнем (IMP1810/1815);
• выход типа PUSH-PULL с активным высоким логическим уровнем (IMP1812/1817);
• выход с открытым стоком и активным низким логическим уровнем (IMP1223/1233/ 1811/1816);
• защита от короткого замыкания и перегрева;
• температурный диапазон: от -40 до +105 °С;
• корпус — TO23.
Токовые ШИМ-контроллеры
Серия IMP38xxxxxx представляет собой ШИМ-контроллеры, выполненные по техно-
логии BiCMOS, объединяющей на одном кристалле биполярные и полевые структуры. ШИМ-контроллеры IMP позволяют получить большую плотность тока и меньшие потери. Топология микросхем исключает возможность возникновения сквозных токов. В этих моделях имеется защита от перегрузки по току.
Микросхемы серии IMP38xxxxxx являются улучшенными аналогами известных серий FA1384xx (Fuji Electronic), GMT38xxxxxx (GMT), MIC38xxxxxx (Micrel), UC38xxxx (Unitrode).
В ШИМ-контроллерах IMP, по сравнению с аналогами, снижен пусковой ток и ток потребления, повышено быстродействие схемы защиты. Кроме того, в изделиях IMP рабочая часто-
та расширена до 1 МГц. В микросхемах этой серии имеется встроенный источник опорного напряжения (2,5 В; 1 %), а также защита от сквозных токов, от перегрузки по току, от снижения напряжения управления (UVLO).
В ШИМ-контроллерах IMP пусковой ток не превышает 120 мкА, а ток потребления — 1,5 мА
Интеллектуальные контроллеры напряжения цепей USB
В настоящее время USB активно используется ведущими мировыми производителями компьютерной техники и периферии.
Практически все компьютеры, выпущенные в последние годы, имеют контроллер и разъем USB. В современных компьютерах к USB можно подключать до 127 устройств (принтер, сканер, мобильный телефон, цифровая камера, карманный компьютер, МР3-проигрыватель, GPS-приемник и т. д.).
По мере того как постоянно увеличивается число устройств, которые можно подключать к USB, возникают и новые проблемы, связанные с обменом информацией между периферийными устройствами, HOST-контроллером и концентратором (HUB).
На сегодняшний день в сетях USB используются как пассивные концентраторы (Bus Powered Hub), питающиеся от шины компьютера, так и активные концентраторы (Self Powered Hub), которые имеют собственное автономное питание.
Стандарт USB Rev. 1.1 предусматривает ток потребления на одно устройство до 500 мА и длину кабеля до 4,5 м. При таких условиях вполне вероятна ситуация, когда последнему
Таблица 3. Основные технические характеристики серии IMP38xxxxxx
Тип Частота, МГц Напряжение питания, В Коэффициент заполнения Выходной ток, А
IMP38C42 1 9,0 9б % 0,5
IMP38C43 1 7,б 9б % 0,5
IMP38C44 1 9,0 50 % 0,5
IMP38C45 1 7,б 50 % 0,5
IMP38HC42 1 9,0 9б % 1,0
IMP38HC43 1 7,б 9б % 1,0
IMP38HC44 1 9,0 50 % 1,0
IMP38HC45 1 7,б 50 % 1,0
IMP2524 SV + 3%
Bold/Blue lines Indicate 0.1" wide, 1-oz. copper high-current traces. *33(XF, 16V tantalum or 100JXF, 10V electrolytic per port
Downstream USB Port 1
500mA max.
Downstream USB Port 2
500mA max.
Downstream USB Port 3
500mA max.
Downstream USB Port 4
500mA max.
Рис 4. Пример использования контроллера напряжения цепей УБВ серии 1МР25хх
Компоненты и технологии, № 4'2002
подключенному к сети USB-устройству не хватит номинального значения напряжения питания. Активные концентраторы автоматически регулируют подобную ситуацию. При использовании пассивных концентраторов возможны варианты выхода из строя дорогостоящих периферийных устройств.
Интеллектуальные контроллеры напряжения цепей USB производства IMP предназначены для поддержки номинального питания в цепях разветвления, диагностики аварийных ситуаций и сообщений об ошибках, защите других устройств сети при поломке одного.
В данной серии представлено три модели:
• IMP2525 — контроллер с сопротивлением в открытом состоянии 0,14 Ом при 3 В;
• IMP2525A — контроллер с сопротивлением в открытом состоянии 0,07 Ом при 3 В;
• IMP2526 — сдвоенный контроллер с сопротивлением в открытом состоянии 0,14/0,1 Ом при 3/5 В.
Основные технические характеристики серии IMP25ххх:
• полное соответствие стандарту USB Rev. 1.1;
• входной сигнал в диапазоне от 2,7 до 5,5 В;
• ток потребления в рабочем режиме — 100 мкА;
• ток потребления в режиме ожидания — 1 мкА;
• поддержка тока в сети 500 мА ±1 %;
• номинальный рабочий ток — 750 мА;
• максимальный ток — 1,5 А;
• защита от перегрузок по току и температуре;
• сообщение об ошибке в случаях перегрузок по току, напряжению и температуре (Open-drain flag output);
• активный выход с высоким уровнем (модели с дополнительным суффиксом 1Вх);
• активный выход с низким уровнем (модели с дополнительным суффиксом 2Вх).
Заключение
Рассмотренная в статье продукция IMP отличается высоким качеством и надежностью. Вместе с тем на некоторые изделия IMP цены заметно ниже, чем на полные аналоги от других фирм. Многие из российских производителей уже смогли по достоинству оценить соотношение цена — качество продукции IMP.
В рамках одной статьи не представляется возможным рассмотреть детально всю продукцию IMP. Подробную информацию можно найти на сайте фирмы: www.impweb.com.
