W rubryce „Kalejdoskop elektronika” przedstawiamy najnowsze elementy elektroniczne pojawiające się na rynku.
Przede wszystkim prezentujemy układy aplikacyjne tych nowinek rynkowych. Prezentowane elementy są wybiera-
ne subiektywnie, ale zawsze staramy się przedstawić różnorodność funkcji i możliwości nowoczesnych podzespołów
wdrażanych do produkcji.
K A L E J D O S K O P
Elektronika Praktyczna 11/2005
77
cd na str. 78
Dwuwejściowa ładowarka akumulatorów Li–Ion
ISL6299 jest w pełni zintegrowaną ładowarką jednoogniwowych akumulato-
rów litowo–jonowych lub litowo–polimerowych opracowaną przez Intersila.
Układ może pobierać energię z dwóch alternatywnych źródeł – zasilacza
sieciowego (np. adaptera gniazdkowego) lub portu USB, nadaje się więc
do ładowania wielu współczesnych przenośnych urządzeń potrzebujących
komunikacji (przez USB) z komputerem, takich jak telefony komórkowe,
odtwarzacze MP3 czy aparaty fotograficzne, a także przenośny sprzęt
przemysłowy i pomiarowy.
Maksymalne napięcie na wejściu zasilacza wynosi aż 28 V (na wejściu
USB 7 V), dzięki czemu układ może bezpiecznie współpracować z tanimi
adapterami sieciowymi o dużej tolerancji napięcia wyjściowego. Gdy są
zasilane obydwa wejścia, do ładowania akumulatora jest używane wejście
zasilacza. Prąd ładowania dla tego wejścia można ustalić przy pomocy
małego rezystora, podobnie jak prąd, przy którym ładowanie zostanie
zakończone. Przy zasilaniu z USB prąd ładowania jest stały (380mA),
tak samo prąd zakończenia ładowania.
Układ jest zabezpieczony przed przegrzaniem przy użyciu firmowej tech-
nologii Thermaguard. Gdy temperatura przekroczy 100
o
C, prąd ładowania
jest automatycznie redukowany, co zapobiega jej dalszemu wzrostowi.
W przypadku gdy akumulator jest nadmiernie rozładowany (napięcie po-
niżej 2,6 V), włącza się tryb wstępnego formowania małym prądem.
ISL6299 dysponuje też dwoma wyjściami sygnalizacyjnymi, informującymi
o podłączeniu źródła zasilania i trwaniu procesu ładowania. W przypadku
tego drugiego, gdy zostanie spełniony warunek zakończenia ładowania
(prąd ładowania spadnie poniżej swej wartości minimalnej), jego stan
zmienia się i jest zatrzaskiwany. Zatrzask może zostać zresetowany tylko
w określonych warunkach, co zapobiega fałszywym wskazaniom.
ISL6299 jest kompletną ładowarką baterii, dobrze wyposażoną, tanią
i wymagającą niewielu dodatkowych elementów, dostarczaną w niewielkiej
10–końcówkowej obudowie DFN (o powierzchni 3 mm x 3 mm).
www.intersil.com
Typowa aplikacja – prosta ładowarka zasilana z dwóch
alternatywnych źródeł
Wzmacniacz audio klasy D
Philips wprowadził do oferty nowy układ scalony wzmacniacza audio kla-
sy D – TDA8931. Układ umożliwia łatwą i niedrogą budowę kompletnego
stopnia mocy do zastosowania w płaskich odbiornikach TV i monitorach,
systemach kina domowego, aktywnych zestawach głośnikowych i innym
podobnym sprzęcie – charakteryzującego się relatywnie dużą mocą i wy-
soką jakością dźwięku.
Schemat blokowy
Podstawową zaletą TDA8931 jest jego duża sprawność. Układ może
dostarczyć do obciążenia do 20 W mocy ciągłej i nie wymaga przy
tym radiatora. To upraszcza konstrukcję, zmniejsza liczbę
Elektronika Praktyczna 11/2005
78
K A L E J D O S K O P
cd ze str. 77
potrzebnych komponentów, a przez to całkowite koszty
i rozmiary. Wzmacniacz oparty na TDA8931 charakteryzuje się również
mniejszymi zakłóceniami elektromagnetycznymi niż inne rozwiązania oraz
brakiem trzasków przy włączaniu i wyłączaniu.
Typowa aplikacja
TDA8931 zawiera wszystkie elementy aktywne niezbędne do budowy
wysoce sprawnego wzmacniacza mocy audio pracującego w klasie D,
w tym stopień mocy z pojedynczym wyjściem, układy sterujące i zabez-
pieczające, w pełni różnicowy komparator wejściowy oraz obwody pola-
ryzacji wejścia i ładowania kondensatora wyjściowego (niezbędnego przy
niesymetrycznym zasilaniu).
www.semiconductors.philips.com
Właściwości
Duża sprawność – niepotrzebny radiator
Małe zniekształcenia – typ. 0,02% (przy 1 W, 1 kHz)
Obwód ładowania kondensatora wyjściowego
Dwustopniowe sterowanie aktywnością układu (tryby sleep i standby)
Brak trzasków przy włączaniu i wyłączaniu
Zabezpieczenie termiczne, nadprądowe, przeciwzwarciowe, nadnapięciowe
i podnapięciowe
Napięcie zasilania: ±6...±17,5 V lub 12...35 V
Temperatura pracy: –40...+85
o
C
20–końcówkowa obudowa SO
Radiowe transceivery o dużym stopniu integracji i małym
poborze energii
Nowa rodzina scalonych nadajników/odbiorników radiowych ATA542x At-
mela charakteryzuje się wysokim stopniem integracji, małym poborem
energii, dobrymi parametrami i zmniejszoną liczbą niezbędnych elementów
zewnętrznych.
Układy są przeznaczone do pracy w pasmach 315/345/
cd na str. 80
Schemat blokowy
Typowa aplikacja – mobilna jednostka zdalnego stero-
wania
K A L E J D O S K O P
Elektronika Praktyczna 11/2005
79
Elektronika Praktyczna 11/2005
80
K A L E J D O S K O P
cd ze str. 78
433/868/915 MHz, które w różnych regionach świata mogą
być wykorzystywane bez specjalnych pozwoleń, i nadają się do różnego
rodzaju aplikacji zdalnych pomiarów i sterowania, takich jak systemy au-
tomatycznego odczytu liczników, alarmy i zabezpieczenia czy urządzenia
domowej automatyki.
Układ
Zakres częstotliwości pracy
ATA5423
312,5MHz...317,5MHz
ATA5425
342,5MHz...347,5MHz
ATA5428
431,5MHz...436,5MHz, 862MHz...872MHz
ATA5429
912,5MHz...917,5MHz
ATA5423/25/28/29 są wielokanałowymi, półdupleksowymi transceiverami
ASK/FSK integrującymi wszystkie niezbędne bloki funkcjonalne, w tym
kompletny tor odbiorczy o małej częstotliwości pośredniej, wskaźnik po-
ziomu odbieranego sygnału, układy modulacji FSK (z bezpośrednią syntezą
PLL) i ASK, wzmacniacz mocy RF i przełącznik nadawanie–odbiór. Archi-
tektura i parametry odbiornika pozwalają na eliminację filtru SAW w ty-
powych wąskopasmowych aplikacjach zdalnego sterowania. Niepotrzebny
jest też zewnętrzny filtr pośredniej częstotliwości, przełącznik nadawa-
nie–odbiór i kilka innych elementów zewnętrznych, które zintegrowano
wewnątrz układu lub wyeliminowano dzięki odpowiedniej konstrukcji.
Na uwagę zasługuje również cyfrowa jednostka sterująca – zapewniająca
kompletną obsługę protokołu nadawania/odbioru i pollingu, wyposażona
w bufor FIFO–RAM dla odbieranych i nadawanych danych – w znaczącym
stopniu odciążająca współpracujący z układem mikrokontroler, który może
Typowa aplikacja – stacja bazowa zdalnego sterowania
być prostą 4– lub 8–bitową jednostką bez specjalnych peryferii. Aplikację
upraszczają dodatkowo wbudowane układy kontroli i sterowania zasilaniem
– zapewniające obsługę trybu zmniejszonego poboru mocy, kontrolę stanu
baterii i generujące sygnał resetu – oraz generator sygnału zegarowego
dla mikrokontrolera.
Efektem tych wszystkich udogodnień jest znaczne zmniejszenie liczby nie-
zbędnych elementów zewnętrznych, która może być nawet o 30% mniej-
sza w porównaniu z dotychczasowymi rozwiązaniami, i obniżenie kosztów
aplikacji. Specjalną uwagę przyłożono również do utrzymania jak najmniej-
szego zużycia energii, co zaowocowało 20–procentową redukcją poboru
mocy w stosunku do podobnych wielokanałowych transceiverów.
www.atmel.com
Właściwości
Duża czułość: typ. –107 dBm (FSK) i –114 dBm (ASK)
Mały pobór prądu: typ. 10 mA (odbiór) i 15...20 mA (nadawanie)
Szybkość transmisji: 1...20 kilobodów (FSK) i 1...10 kilobodów (ASK)
Moc wyjściowa: do +10 dBm
Napięcie zasilania: 2,4...3,6 V lub 4,4...6,6 V
Zakres temperatur: –40...+85
o
C
Obudowa: 48–końcówkowa QFN (7 mm x 7 mm)
Supervisory zabezpieczające przed włamaniem
STM1403A/B/C to nowe układy scalone STMicroelectronics służące
w pierwszym rzędzie do ochrony różnego rodzaju termina-
Schemat blokowy
cd na str. 82
Opis wyprowadzeń
V
CCSW
\
wyjście przełącznika zasilania
MR\
wejście ręcznego resetu
PFI
wejście detektora awarii zasilania
TP
1
–TP
4
wejścia detektorów wtargnięcia
V
OUT
wyjście napięcia zasilania
RST\
wyjście resetu
PFO\
wyjście detektora awarii zasilania
SAL\
wyjście alarmu bezpieczeństwa
BLD\
wyjście detektora niskiego napięcia baterii
V
REF
wyjście napięcia odniesienia 1,237V (tylko STM1403A)
V
TPU
podciąganie wejść detektorów wtargnięcia (STM1403B/C)
V
BAT
wejście rezerwowego napięcia zasilania
V
CC
wejście napięcia zasilania
V
SS
masa
K A L E J D O S K O P
Elektronika Praktyczna 11/2005
81
Elektronika Praktyczna 11/2005
82
K A L E J D O S K O P
cd ze str. 80
li płatniczych i innych urządzeń wymagających wysokiego
poziomu bezpieczeństwa. Układy integrują wszystkie funkcje niezbędne
do detekcji prób wtargnięcia wymagane przez najważniejsze standardy
bezpieczeństwa dla aplikacji związanych z płatnościami i bankowością, ta-
kie jak amerykański FIPS–140 (Federal Information Processing Standards
Pub. 140), EMV (Europay, MasterCard, and Visa) czy niemiecki ZKA
(Zentraler Kreditausschuss).
Układy na bieżąco monitorują różnego rodzaju czujniki i przełączniki an-
tywłamaniowe, główne źródło zasilania i baterię zasilania rezerwowego,
uruchamiając alarm, jeśli zostanie wykryta jakakolwiek próba wtargnięcia.
Alarm ten służy zwykle do wykasowania kluczy kryptograficznych zapisa-
nych w pamięci zabezpieczanego urządzenia i do zablokowania dostępu.
Poza ochroną przed włamaniami układy realizują funkcję standardowego
supervisora mikroprocesora – monitorują zasilanie, kontrolują proces włą-
czania, obsługują przełączanie na zasilanie awaryjne i funkcję ręcznego
resetu, generują reset i inne sygnały.
Wszystkie trzy układy mają kompatybilny rozkład wyprowadzeń i różnią się
głównie zachowaniem wyjścia napięcia zasilania po wystąpieniu alarmu.
Wyjście to pozostaje włączone (STM1403A), jest przełączane do stanu
wysokiej impedancji (STM1403B) lub podłączane do masy (STM1403C).
STM1403A zawiera dodatkowo źródło napięcia odniesienia 1,237 V, które
może posłużyć jako wzorzec dla zewnętrznego przetwornika A/C.
Przy zasilaniu z baterii rezerwowej układy pobierają bardzo niewielki prąd,
typowo 2,9 µA dla baterii 3,6 V. Ich wejścia detektorów wtargnięcia są
zabezpieczone przed zakłóceniami impulsowymi, co zapobiega fałszywym
alarmom. Są oferowane w 16–wyprowadzeniowych obudowach QFN. Małe
rozmiary obudowy (powierzchnia 3 mm x 3 mm) oraz integracja w jed-
nym chipie wszystkich niezbędnych elementów umożliwia minimalizację
powierzchni płytki drukowanej i znaczne oszczędności kosztów.
www.st.com
Scalone „bezpieczniki” przeciwprzepięciowe
MAX6397 i MAX6398 to nowe układy zabezpieczenia przeciwprzepięciowe-
go zaoferowane przez Maxima. Ich głównym przeznaczeniem są aplikacje
samochodowe i przemysłowe, ale mogą też posłużyć do ochrony innych
wane napięcie jest niższe od ustalonego progu, zewnętrzny MOSFET jest
włączony, a wewnętrzna pompa ładunku układu zapewnia jego całkowite
nasycenie. Gdy napięcie przekroczy próg, w trybie przełączania jest on
pewnie wyłączany dzięki szybkiemu ściągnięciu w dół jego bramki przez
wewnętrzne źródło prądowe. W trybie ograniczania napięcia MOSFET jest
naprzemian włączany i wyłączany tak, aby utrzymać odpowiednie napięcie
na wyjściu.
MAX6397 zawiera dodatkowo niezależny, zawsze włączony liniowy sta-
bilizator, mogący dostarczyć do 100 mA prądu, o ustalonym napięciu
wyjściowym 5 V, 3,3 V, 2,5 V lub 1,8 V, w zależności od wersji układu.
Jest też wyposażony we wskaźnik „power–good”, informujący o popraw-
nej pracy stabilizatora.
Obydwa układy zawierają ponadto obwody zabezpieczenia termicznego
i przed nadmiernym spadkiem napięcia. Są oferowane w miniaturowych
obudowach TDFN o powierzchni 3 mm x 3 mm i są w pełni wyspecyfi-
kowane dla samochodowego zakresu temperatur –40...+125
o
C.
www.maxim–ic.com
MAX6397/MAX6398 w konfiguracji wyłącznika
systemów narażonych na duże napięcia przejściowe, do 72 V. Układy
zapewniają odpowiednie zabezpieczenie linii zasilania i redukują całkowi-
te koszty systemów, pozwalając na użycie w nich regulatorów DC–DC
o niższych napięciach wejściowych.
W typowej aplikacji MAX6397/MAX6398 steruje zewnętrznym n–kana-
łowym kluczem MOSFET włączonym w obwód zasilania. Może zostać
skonfigurowany albo jako przełącznik, wyłączający w czasie trwania
przepięcia klucz i odcinający zasilanie, albo jako ogranicznik, regulujący
napięcie wyjściowe i umożliwiający nieprzerwaną pracę zasilanego układu.
Próg zadziałania zabezpieczenia przeciwprzepięciowego jest ustawiany za
pomocą zewnętrznego dzielnika. W normalnych warunkach, gdy monitoro-
MAX6397/MAX6398 w konfiguracji ogranicznika
Schemat blokowy