摘要：介紹了一種基于高度集成的DC/DC電源控制芯片DPA426的實(shí)用電路。

關(guān)鍵詞：DC/DC變換；控制芯片DPA426；應(yīng)用

0    引言

    DPA426是PI(Power Integration GmbH)公司設(shè)計(jì)的，高度集成的DC/DC電源控制芯片。它內(nèi)部集成了一個(gè)200V的高頻功率MOSFET，并將PWM控制、工作頻率選擇、輸入過(guò)欠壓檢測(cè)、可編程電流限制、ON/OFF開關(guān)控制、外部時(shí)鐘同步、軟啟動(dòng)及關(guān)斷自動(dòng)重啟動(dòng)、熱關(guān)斷保護(hù)等功能集于一身。只需極少的外部元器件就可實(shí)現(xiàn)眾多功能，不但使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，節(jié)省空間，而且可降低成本。DPA426支持正激和反激工作模式，工作頻率高，貼片式封裝；若將外圍元器件及變壓器采用貼片元器件和平面變壓器，并采用鋁基板設(shè)計(jì)，就可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)。另外，DPA426只是DPA-Switch系列控制芯片中的一種，它最大輸出100W，還有DPA423－425，輸出功率分別為18W，35W，70W，用戶可根據(jù)需要選用。

1    DPA426簡(jiǎn)介

    DPA426的輸入電壓范圍為16～75V，其內(nèi)部功能框圖見圖1，外形封裝見圖2，各管腳功能如下：

    腳1CONTROL（C）    控制腳，接內(nèi)部誤差放大器同相輸入端，為反饋電流輸入端，用于占空比控制；

    腳2LINE?SENSE（L）    在線感應(yīng)腳，用于過(guò)、欠壓檢測(cè)，ON/OFF開關(guān)控制及外部時(shí)鐘同步；

    腳3EXTERNALCURRENTLIMIT（X）    外部電流限制腳，用于輸入電流的可編程限制；

    腳4SOURCE（S）    接芯片內(nèi)部功率MOSFET源極；

    腳5FREQUENCY（F）    用于選擇工作頻率；

    腳7DRAIN（D）    接芯片內(nèi)部功率MOSFET漏極。

圖1    功能框圖

圖2    外形圖

    下面介紹一下各功能的實(shí)現(xiàn)。

    頻率選擇    將腳5與腳4短接，工作頻率為400kHz；將腳5與腳1短接，工作頻率為300kHz，腳5不能懸空。

    輸入過(guò)欠壓檢測(cè)    輸入欠壓保護(hù)的作用是使輸入電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，芯片才開始工作，防止誤觸發(fā)；過(guò)壓保護(hù)則是保護(hù)電路輸入部分，不會(huì)因輸入電壓過(guò)高而損壞，見圖3。

    可編程電流限制    將一電阻R_IL接于腳3與腳4之間，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部功率MOSFET漏極電流的限制，防止因輸出過(guò)流或短路引起的損壞，見圖4。

    ON/OFF開關(guān)控制    可實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的開關(guān)控制，腳3若懸空則芯片停止工作，見圖5；若在三極

管集電極接一電阻，就可實(shí)現(xiàn)電流限制，見圖6。

    外部時(shí)鐘同步    是指用一外部時(shí)鐘信號(hào)控制芯片工作頻率，見圖7。 [!--empirenews.page--]

    軟啟動(dòng)及關(guān)斷自動(dòng)重啟動(dòng)    軟啟動(dòng)功能是在電源開啟時(shí)，防止浪涌電流過(guò)大而損壞內(nèi)部功率MOSFET及防止變壓器飽和；自動(dòng)重啟動(dòng)功能是在電路工作不正常時(shí)，使芯片處在一種低功耗的保護(hù)狀態(tài)，恢復(fù)正常后使電路重新啟動(dòng)。

圖3    輸入過(guò)欠壓檢測(cè)電路

圖4    漏極電流限制電路

圖5    ON/OFF開關(guān)控制電路

圖6電流限制電路

圖7外部時(shí)鐘同步電路 [!--empirenews.page--]

    熱關(guān)斷保護(hù)用來(lái)保護(hù)芯片不因過(guò)熱而損壞，當(dāng)芯片溫度高于137℃時(shí)，芯片內(nèi)部保護(hù)電路會(huì)使內(nèi)部功率MOSFET停止工作；當(dāng)芯片溫度低于110℃時(shí)，保護(hù)會(huì)自動(dòng)解除，芯片繼續(xù)工作。

2    電路設(shè)計(jì)

    實(shí)用電路見圖8。

圖8實(shí)用電路圖

    圖8是一標(biāo)準(zhǔn)單路輸出、正激式DC/DC變換器，輸入電壓為36～72V，48V輸入時(shí)效率可達(dá)90％。電阻R₁設(shè)置輸入過(guò)、欠壓保護(hù)分別為33V和86V；R₃用來(lái)設(shè)置輸入電流限制；腳5連接于腳1使芯片工作于300kHz；V_R1用來(lái)嵌位功率MOSFET的漏極電壓并使磁芯復(fù)位；C₉及R₅用來(lái)保護(hù)Q₂，使漏源電壓不超過(guò)V_dss；次級(jí)功率MOSFET  Q₁，Q₂用來(lái)實(shí)現(xiàn)同步整流，提高整機(jī)工作效率；L₂的初級(jí)用作輸出扼流圈，次級(jí)整流、濾波后為芯片提供偏置電流；穩(wěn)壓部分采用了比較器431，與R₁₀及R₁₁組成的輸出分壓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，并通過(guò)偏置繞組提供的偏置電流完成穩(wěn)壓；D₃及C₁₃組成一個(gè)軟啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，與芯片內(nèi)部限流、軟啟動(dòng)共同用來(lái)防止電源啟動(dòng)時(shí)的過(guò)沖現(xiàn)象，R₇用來(lái)給C₁₃放電；R₆，C₁₆，R₁₂，C₁₄，R₉，R₄，C₅共同完成控制循環(huán)響應(yīng)。

3    結(jié)語(yǔ)

    綜上所述可以看出，DPA-Swithc系列芯片是一種高度集成的DC/DC電源控制芯片，正因?yàn)樗母叨燃啥乖O(shè)計(jì)得到簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)者感到方便、簡(jiǎn)捷。