集成MOSFET驅(qū)動器的全橋移相控制器-LM5046(五)
摘要:新推出的全橋移相控制器LM5046,全橋變換器的全部功能,LM5046組成的全橋DC/DC基本電路,內(nèi)部等效電路。而其具備28個PIN腳功能,文中一一有分解說明。
關(guān)鍵詞:全橋移相控制器LM5046;28個PIN腳功能(上接第11期)
* 用LM5046作電流型控制
LM5046采用加入一個正比于初級電流的信號到RAMP端,一種實現(xiàn)方法如圖9,初級電流用電流互感器檢測或檢測電阻檢測,檢出的信號經(jīng)過濾波后再經(jīng)一支電阻接到RAMP端,用作斜率補償,可以看到加到RAMP端的信號由在CS端的初級電流信息加上附加的斜波經(jīng)電阻RSLOPE用作斜率補償。
電流檢測電阻的選擇在整個電流條件下,在電流檢測電阻上的電壓要在CS端最小閾值728mV以上。
通常,總的斜率補償量是要防止次諧波振蕩,所以至少要等于輸出電感電流轉(zhuǎn)換到變壓器初級的下斜率的一半。在一個開關(guān)周期之后,為了減輕次諧波振蕩,斜率補償必須有等于一段時間的濾波電感電流轉(zhuǎn)換到初級的下斜率,這作為臨界控制是已知的斜率補償電阻需要去執(zhí)行臨界控制。其計算如下式:
此處,NTR是到初級的匝比,例如對3.3V輸出的變換器,初次級匝比為9:1輸出濾波電感為800nH,電流檢測電阻為15mΩ,RSLOPE為1.67kΩ。
* VIN和VCC
輸入電壓直接加到VIN端,加到功率變壓器初級的電壓與系統(tǒng)電壓是相同的,變化范圍為14~100V,推薦使用的濾波器如圖10,它用來抑制在輸入端可能出現(xiàn)的瞬態(tài)過壓,當(dāng)VIN工作在接近LM5046的最高電壓時更為重要,進入VIN的電流取決于LM5046的工作電流,開關(guān)頻率以及在VCC端的外部負(fù)載。還包括外部功率MOSFET的柵電容,在典型應(yīng)用中變壓器一個輔助線圈通過二極管加到VCC端,此端必須超過VCC電壓8V以上才能關(guān)斷內(nèi)部的高壓起動源。
在輸出電壓達標(biāo),外部VCC開始給IC供電以后,流入VIN端的電流降到1mA以下,VIN電壓仍保持在VCC電壓以上,以防止電流反向流出。
* 在VIN大于100V時的應(yīng)用
在輸入電壓高于100V時,VIN可從外部供電如圖11,在此電路中VIN與VCC接在一起,其供電電壓必須高于10V,但不得超過16V,圖11右邊的電壓源供電令LM5046輸出激活。
* UVLO和OVP的分壓器選擇
IC內(nèi)兩個比較器接于UVLO和OVP端用來檢測欠壓、過壓條件。兩個比較器的閾值設(shè)為1.25V,兩個功能用兩個外部電阻分壓器調(diào)節(jié)。分壓器都有接在VIN到AGND之間,如圖12,圖13,或都用三個電阻分壓器如圖14.獨立的UVLO和OVP端提供有較大柔性的選擇范圍,當(dāng)UVLO端電壓低于0.4V時,控制器進入低電流關(guān)斷,對于UVLO端電壓大于0.4V但低于1.25V時,控制器處于待機模式,當(dāng)UVLO端電壓大于1.25V時,控制器全部使能,兩個外部電阻用來調(diào)整最小工作電壓如圖13,當(dāng)UVLO端電壓降到1.25V以下時,內(nèi)部20μA電流漏使能,將UVLO端電壓進一步降低,電阻R1和R2計算如下
此處,VPWR為所要的開啟電壓VHYS為所要的UVLO在VPWR下的窗口,例如,如果LM5046在VPWR達到33V使能,在VPWR減到31V時關(guān)斷,R1將是100kΩ,R2為4.2kΩ,UVLO端電壓任何時候都不會超過7V。
兩個外部電阻能用來調(diào)節(jié)最大工作電壓如圖12,當(dāng)OVP端電壓升到1.25V以上時,內(nèi)部20μA電流源使能升高OVP端電壓,于是提供了一個保護窗口,電阻值R1和R2計算如下
如果LM5046在VPWR-OFF達到80V時被禁止工作,而在78V時使能,則R1=100kΩ,R2為1.5kΩ,OVP端電壓任何時候不得超過7V。
UVLO和OVP也可以用三支電阻一起設(shè)置如圖14。R1的計算基于UVLO分壓器,用相同的值,UVLO及OVP設(shè)置點R1和R3仍舊為100kΩ和1.5kΩ,R2為2.7kΩ時R3為4.2kΩ。
遙控電路控制器的工作模式,可以用一個漏極開路的器件接到UVLO端如圖15示出用OVP比較器作過熱保護。但熱敏電阻應(yīng)放在發(fā)熱源的功率器件處。
* 電流檢測
CS端接收變壓器的初級側(cè)電流信號,它可以由電流互感器送來也可以從檢測電阻送來,如圖16,圖17所示。在兩種情況下,濾波元件RF和CF要位于IC附近,接地點靠近PGND端,電流檢測比較器必須提供710mV的信號在CS端做為過載電平,一旦CS端電壓超過此值電流檢測比較器終止PWM脈沖,并開始給RES端充電,LM5046將進入打呃模式或連續(xù)限流模式。
* 打呃限流工作模式和重新起動
打呃限流工作模式在功能描述部分已敘述,在此限流模式RES端由30μA電流源充電,重新起動延遲時間需要達到1.0V閾值,由下式給出
如果CRES=0.01μF,TCS將為334μS,一旦RES達到1.0V,30μA電流源關(guān)斷,10μA電流源在其上斜到4V時開啟,然后5μA在下斜到2V時開啟,打呃模式的關(guān)斷時間為
當(dāng)CRES=0.01μF打呃時間為49mS,一旦此段完成,RES端拉低SS端釋放,允許重新軟起動。一旦SS端升到1V,則PWM脈沖開始工作,打呃模式提供給功率變換器在過載時一段冷卻時間,減少了輸入電流。(連載完)