1. Giới thiệu chung

• Tên: STR-V152 (hoặc STRV152)

• Hãng sản xuất: Sanken Electric Co

• Loại thiết bị: IC chuyển mạch nguồn offline (off-line switching regulator) tích hợp MOSFET công suất và mạch điều khiển, dùng cho bộ nguồn Flyback / SMPS cách ly.

• Dòng sản phẩm: thuộc dòng STR-V100 của Sanken

• Trạng thái sản phẩm: trong tài liệu Sanken, có ghi chú “Not Recommended for New Design” (không khuyến nghị dùng cho thiết kế mới) — tức là thiết bị có thể đang hoặc đã dần bị thay thế bởi các dòng mới hơn.

• Mục tiêu thiết kế: cung cấp một IC đơn giản, ít linh kiện ngoài, có khả năng tự khởi động, tự chờ (standby), và tích hợp các cơ chế bảo vệ, để sử dụng trong các thiết bị điện tử, thiết bị gia dụng, thiết bị văn phòng, thiết bị công nghiệp, viễn thông, v.v.

2. Cấu tạo & khối chức năng

Dù STR-V152 là một IC tích hợp, nhưng bên trong nó có thể được xem xét theo các khối chức năng như sau:

2.1. Cấu trúc chân (pinout) & sơ đồ khối

Theo datasheet, STR-V152 có gói SIP8L (Single In-line Package, 8 chân) với kiểu chân thẳng (straight lead) và khoảng cách cách điện (creeping distance) giữa phần áp cao và áp thấp ≥ 4 mm.

Chân — chức năng (theo tài liệu)

Trong khối bên trong, các thành phần chính gồm:

• MOSFET công suất (Drain — Source)

• Mạch điều khiển dòng (current mode) + điều khiển PRC (Pulse Ratio Control) — tức là thời gian OFF cố định, điều chỉnh thời gian ON để điều khiển mức công suất đầu ra.

• Mạch khởi động (Startup circuit) để lấy năng lượng từ nguồn cao áp (trước khi nguồn chính ổn định)

• Chức năng Auto Bias / Bias Assist để cấp điện cho IC sau khi nguồn ổn định từ mạch ngoài

• Leading Edge Blanking: mạch lọc xung đầu để tránh đo sai do xung chuyển mạch ban đầu gây nhiễu.

• Các mạch bảo vệ:

  • OCP (Overcurrent Protection), cơ chế ngắt theo từng xung (pulse-by-pulse)

  • OLP (Overload Protection) với auto-restart (tự khởi động lại khi quá tải)

  • OVP (Overvoltage Protection) với chức năng latch shutdown (khóa ở trạng thái ngắt)

  • TSD (Thermal Shutdown) — ngắt khi nhiệt độ bên trong vượt quá ngưỡng (cũng ở trạng thái latch)

Một số chức năng hỗ trợ:

• Auto-standby: khi tải rất nhẹ hoặc không tải, IC sẽ chuyển sang chế độ chờ (burst oscillation) để giảm công suất tiêu thụ, giúp nguồn tiêu thụ thấp khi “không việc”

• Chức năng tự động lấy điện (bias assist) để giảm phụ thuộc vào điện trở sạc lớn gây tổn thất khi hoạt động bình thường.

3. Thông số kỹ thuật (Electrical / Absolute & Operating)

Dưới đây là các thông số quan trọng của STR-V152, trích từ datasheet chính thức của Sanken:

3.1. Thông số định mức tuyệt đối (Absolute Maximum Ratings)

3.2. Thông số hoạt động / đặc trưng

Ngoài ra, datasheet còn cung cấp các đồ thị hiệu suất, biểu đồ năng lượng avalanche, biểu đồ vùng làm việc (SOA), v.v.

4. Chức năng

STR-V152 đảm nhiệm các chức năng chính sau trong mạch nguồn:

1. Chuyển mạch nguồn (Switching):
   MOSFET bên trong thực hiện đóng/mở nhanh để điều khiển dòng qua cuộn sơ cấp biến áp, từ đó điều chỉnh công suất đầu ra theo yêu cầu.

2. Điều khiển PRC (Pulse Ratio Control):
   IC dùng phương pháp PRC — giữ thời gian OFF cố định (tOFF ≈ 8 µs) và điều chỉnh thời gian ON theo tín hiệu feedback (tải, điện áp đầu ra) để kiểm soát năng lượng truyền đến cuộn thứ cấp.

3. Khởi động (Startup):
   Khi bật nguồn, chân STARTUP được cấp dòng từ mạch cao áp để cấp điện cho mạch điều khiển bên trong cho đến khi mạch ngoài (từ nguồn đầu ra) đủ ổn định.

4. Auto-Standby / Burst mode:
   Khi tải rất nhẹ hoặc không tải, IC tự chuyển sang chế độ burst / chập (pulsed) để giảm mức tiêu thụ điện năng. Mức tiêu hao không tải < 40 mW.

5. Bảo vệ tích hợp:

   • OCP (Overcurrent Protection): đo dòng qua MOSFET trong mỗi xung, nếu vượt ngưỡng VOCP, ngắt ngay trong xung đó (pulse-by-pulse).

   • OLP (Overload Protection): nếu tải vượt mức kéo dài, IC khởi động lại tự động (auto restart) để tránh hỏng thiết bị thứ cấp.

   • OVP (Overvoltage Protection): nếu điện áp đầu ra (qua mạch feedback) cao vượt ngưỡng, IC sẽ khóa (latch) và ngừng hoạt động để bảo vệ thiết bị đầu ra.

   • TSD (Thermal Shutdown): khi nhiệt độ nội tại vượt quá ngưỡng (~135 °C theo datasheet) thì IC ngắt và khóa (latch).

6. Leading Edge Blanking:
   Khi chuyển mạch MOSFET từ tắt sang dẫn, có thể xuất hiện xung nhiễu rất ngắn. Mạch blanking (che chắn) bỏ qua phần đầu của xung này (khoảng vài trăm ns) để tránh đo nhầm dòng quá lớn trong OCP.

7. Tự lấy điện (Bias assist / Internal bias):
   Sau khi nguồn chính ổn định, mạch có thể tự cấp điện cho IC từ nguồn đầu ra (qua mạch bias) để giảm dòng chạy qua điện trở sạc (tiết kiệm điện)

Nhờ các chức năng tích hợp bên trong, STR-V152 giúp thiết kế nguồn nhỏ gọn, ít linh kiện ngoài, khả năng bảo vệ tốt, và hiệu suất tương đối cao trong dải công suất nhỏ đến trung bình.

5. Ứng dụng

STR-V152 thích hợp cho các ứng dụng nguồn cách ly (SMPS, nguồn flyback) trong các thiết bị:

• Thiết bị gia dụng (white goods)

• Thiết bị điện tử tiêu dùng

• Thiết bị văn phòng (Office Automation – OA)

• Thiết bị công nghiệp

• Thiết bị viễn thông / mạng

• Nguồn chế độ chờ (standby power)

• Các hệ thống nhỏ yêu cầu nguồn cách ly và tiêu chuẩn tiết kiệm điện

Tuy nhiên, vì “Not Recommended for New Design”, trong các thiết kế mới người ta có xu hướng dùng các IC hiện đại hơn với hiệu suất cao hơn, hỗ trợ PFC, đáp ứng chuẩn tiết kiệm năng lượng mới.

6. Cách kiểm tra / thử nghiệm STR-V152

Kiểm tra một IC nguồn như STR-V152 cần cẩn trọng vì nó gắn trong mạch có điện áp cao và các linh kiện phụ đi kèm có thể ảnh hưởng. Dưới đây là các bước cơ bản và lưu ý:

6.1. Chuẩn bị & an toàn

• Tắt nguồn, rút phích và xả tụ đầu vào/đầu ra để đảm bảo không còn điện áp cao.

• Đặt đồng hồ vạn năng (multimeter) vào chế độ đo diode / đo điện trở, đảm bảo không đo trong mạch có áp cao.

• Nếu có thể, rút IC ra khỏi mạch để đo ngoài (nếu mạch thiết kế cho phép).

• Lưu ý: chỉ đo trong vùng cho phép, không gây ngắn mạch giữa chân IC hoặc nối nhầm đất.

6.2. Kiểm tra căn bản bằng đồng hồ vạn năng

Một số kiểm tra đơn giản:

1. Kiểm tra điện trở giữa Drain và Source (MOSFET):

   • Đo giữa chân D và S (chân 1 và chân 3) khi IC bị tháo ra hoặc không có điện áp

   • Trạng thái bình thường: điện trở rất lớn (một vài MΩ hoặc hở) khi MOSFET tắt

   • Nếu thấy gần như ngắn mạch (một vài Ω) thì khả năng MOSFET bên trong bị hỏng

2. Kiểm tra chân STARTUP với GND (khi không có mạch ngoài):

   • Có thể thấy một vài kΩ đến trăm kΩ (dòng startup)

   • Nếu bị ngắn mạch hoặc hở hoàn toàn thì IC có thể bị hỏng

3. Lỗi phản hồi (FB / OLP):

   • Nếu chân FB nối qua mạch feedback, có thể kiểm tra xem mạch chia điện áp, diode, tụ phản hồi xem có hở hoặc chạm không.

   • Nếu FB bị hở hoặc chạm, IC có thể vào chế độ bảo vệ OVP / OLP.

4. Kiểm tra rò giữa chân VCC và GND:

   • Nếu IC trong mạch, đo dòng rò → nếu dòng lớn hơn vài mA (tùy mạch), IC có thể bị hư.

6.3. Kiểm tra khi mạch hoạt động (test “in-circuit”)

Nếu bạn muốn kiểm tra IC khi mạch đang cấp điện:

• Dùng oscilloscope (O-Scope) để theo dõi dạng sóng tại chân D (Drain) để xem có tín hiệu chuyển mạch hay không. Nếu MOSFET đóng/mở bình thường sẽ có dao động đặc trưng.

• Quan sát điện áp VCC (chân 4) khi mạch hoạt động — phải nằm trong khoảng hoạt động (~16 – 19 V) nếu mạch điều khiển hoạt động bình thường.

• Quan sát chân FB/OLP để xem điện áp phản hồi có nằm trong ngưỡng bình thường (~ vài volt) hay có bị đẩy lên cao (trigger OVP) hoặc bị kéo thấp (overload).

• Theo dõi dòng qua mạch sơ cấp (qua cảm biến dòng hoặc điện trở shunt) khi MOSFET đóng — so sánh với mức dòng thiết kế / ngưỡng OCP.

• Kiểm tra xem mạch có bị vào chế độ auto-restart (OLP) hay latch shutdown (OVP / TSD) nếu có sự cố (tải quá lớn, đo nhiệt độ).

• Nếu có tính năng burst / standby, khi mạch không tải, bạn sẽ thấy MOSFET chỉ hoạt động từng xung nhỏ (burst) thay vì hoạt động liên tục.

Datasheet của STRV152

Xem thêm các sản phẩm IC nguồn khác tại đây