Силовые ключи STMPS2141, STMPS2151, STMPS2161, STMPS2171

06/12/2013 - 21:24 Pavel Bobkov

Введение

Для одной схемы мне понадобился ключ. Нужно было, чтобы микроконтроллер управлял питанием внешних периферийных устройств. Сначала я хотел сделать ключи на транзисторах, но потом решил поискать что-то готовое. Просмотрев каталоги, нашел подходящие микросхемы - STMPS21x1. Сейчас расскажу, что это за букашки и как их использовать.

Описание STMPS21x1

STMPS21x1 - это одноканальные силовые ключи с цифровым управлением, которые предназначены для коммутации питающих цепей. Выпускаются фирмой STmicroelectronics. Доступны в корпусах SOT23-5L, SO8, MSOP8.

Технические характеристики:

- входное напряжение 2.7 - 5.5 В
- максимальный ток 0.5/1 А
- КМОП, ТТЛ совместимый управляющий вход
- сопротивление в открытом состоянии 90 мОм
- максимальное потребление 12 мкА
- отключение при пониженном напряжении
- защита от перегрева и короткого замыкания
- защита от обратного тока
- защита от ESD до 8 кВ

Всего в серии 4 микросхемы - STMPS2141, STMPS2151, STMPS2161, STMPS2171. Между собой они отличаются максимальным коммутируемым током и уровнем управляющего сигнала.


Для своих целей я выбрал STMPS2171 в корпусе SOT23-5L. Далее речь пойдет про нее, хотя остальные микросхемы аналогичны. Недаром даташит на них всего один. 

Микросхема STMPS2171 в корпусе SOT23-5L имеет следующие выводы: вход, выход, общий, управляющий (ENABLE) и статусный (FAULT).


По сигналу на управляющем выводе ENABLE, микросхема открывает внутренний ключ и коммутирует входное напряжение на выход. Для открытия ключа уровень логической единицы на управляющем выводе микросхемы STMPS2171 должен быть больше 2 В. 

Вывод FAULT сигнализирует о ситуациях сбоя - коротком замыкании, превышении тока, перегреве микросхемы или пониженном входном напряжении. Вывод типа открытый сток, поэтому его нужно подтягивать через резистор к плюсу питания. В нормальном состоянии на выводе высокий логический уровень, при наступлении какого-либо сбоя на выводе устанавливается низкий уровень. 

Поведение микросхемы при сбоях следующее. При превышении тока она понижает выходное напряжение. Если в течении 10 мс ток не уменьшится, то на выводе FAULT устанавливается низкий уровень. 10 миллисекундная задержка используется, чтобы исключить ложные переключения вывода FAULT при кратковременных превышениях тока. Например, при коммутации емкостной нагрузки. 

При перегреве (T >125 гр.) и пониженном напряжении (<2 В) микросхема STMPS2171 отключает внутренний ключ и сразу устанавливает на выводе FAULT низкий уровень. 

Если вывод FAULT не используется, его можно просто оставить неподключенным. 

Когда ключ закрыт, выход, по сути, находится в третьем состоянии (Hi-Z). Поэтому при наличии напряжения на нем, обратный ток через микросхему не потечет. Если ключ открыт и на выходе появится более высокое напряжение, чем на входе, то обратный ток будет. Это нежелательное состояние работы, его нужно, естественно, избегать.

Схема

Схема включения проста как 3 копейки. У меня было что-то вроде этого.


Силовой ключ stmps2171

Comments   

# Saxel 2013-12-07 08:48
Интересная штука, их космодром тоже пиарит, но из-за диапазона напряжений 2,5-5,5 В не очень понятно, где такой применить можно. На 12 В ничего такого не попадалось?
Reply | Reply with quote | Quote
# Pashgan 2013-12-07 13:37
Посмотри вот здесь. http://www.st.com/web/catalog/sense_power/FM142/CL1499/SC903 Там есть интеллектуальны е ключи на более высокие напряжения
Reply | Reply with quote | Quote
# Юра 2013-12-07 12:25
Интересно, спасибо!
Reply | Reply with quote | Quote
# Pashgan 2013-12-07 13:37
Пожалуйста.
Reply | Reply with quote | Quote
# axill 2013-12-07 21:34
Вот этот по моему не хуже, разве что вывода fault нет, зато 14А и 42В NIF5003N
Reply | Reply with quote | Quote
# JoJo 2013-12-07 22:27
Хороший транзистор,но из другой оперы. На нем не сделаешь аналогичное управление питанием. И обратный ток здесь будет из-за диода.
Reply | Reply with quote | Quote
# Tomasina 2014-01-23 20:33
ШИМ в пределах частот Arduino PWM они переварят?
Reply | Reply with quote | Quote
# Pashgan 2014-01-28 11:57
А как ШИМ используется? Подается на вход IN и снимается с выхода или вывод EN дергается ШИМ сигналом?

Включается/выкл ючается он 5-10 mS
Reply | Reply with quote | Quote
# Tomasina 2014-01-28 13:24
Плавное включение/выклю чение LED, нагрузка до 2 А. Потянет, или будут визуальные прыжки яркости?
Reply | Reply with quote | Quote
# Pashgan 2014-01-29 07:27
Для этих целей лучше взять обычный полевой транзистор N типа. Например, IRF740,IRF840. Выдерживают то 8-10 А, открываются при подаче 2-4 вольт на затвор.
Reply | Reply with quote | Quote

Add comment