LM5036是一款高度集成化的半橋PWM控制器，集成了輔助偏置電源，為電信，數(shù)據(jù)通信，工業(yè)電源轉(zhuǎn)換器提供高功率密度解決方案。LM5036包含使用電壓模式控制實(shí)現(xiàn)半橋拓?fù)涔β兽D(zhuǎn)換器所需的所有功能。 該器件適用于隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)，輸入電壓高達(dá)100V。與傳統(tǒng)半橋及全橋控制器相比，LM5036有著自身不可替代的優(yōu)勢(shì)：

集成輔助偏置電源，為L(zhǎng)M5036及原邊和副邊元器件供電，無需外部輔助電源，減少電路板尺寸和成本，有助于實(shí)現(xiàn)高功率密度和良好的熱可靠性。

增強(qiáng)的預(yù)偏置啟動(dòng)性能可實(shí)現(xiàn)負(fù)載帶壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，輸出電壓的單調(diào)遞增并避免倒灌電流。

通過脈沖匹配改善了逐周期電流限制，從而在輸入電壓范圍內(nèi)產(chǎn)生均勻的輸出電流限制水平，并且還可以防止變壓器飽和。

為此從控制器應(yīng)用角度出發(fā)，我們?cè)O(shè)計(jì)基于LM5036控制器的典型應(yīng)用電路。評(píng)估板LM5036EVM-264采用以下的設(shè)計(jì)指標(biāo)，在LM5036數(shù)據(jù)手冊(cè)的設(shè)計(jì)實(shí)例部分，也采用了同一個(gè)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行說明。

下圖為L(zhǎng)M5036評(píng)估版的設(shè)計(jì)原理圖及功能說明。

原理圖上部是半橋隔離電路及副邊同步整流電路。中間部分是Fly-buck結(jié)構(gòu)的輔助電源部分。

Fly-buck在原邊產(chǎn)生的電源(1)用于給LM5036供電。在副邊產(chǎn)生的電源Vaux2(2)給副邊的元器件進(jìn)行供電，例如運(yùn)算放大器，光耦，隔離驅(qū)動(dòng)等。如前面在預(yù)偏置啟動(dòng)部分的介紹，Vaux2同時(shí)參與了預(yù)偏置啟動(dòng)過程，作為一個(gè)溝通原邊和副邊的一個(gè)使能信號(hào)。

LM5036 REF引腳(4)是一個(gè)5V的電壓輸出，帶有39mA的驅(qū)動(dòng)能力。在LM5036評(píng)估板的設(shè)計(jì)中，REF輸出用于給隔離驅(qū)動(dòng)UCC21225A及光耦在原邊的供電。在其他設(shè)計(jì)中REF還可以用于給版上其他IC或器件進(jìn)行供電。

LM5036的雙路PWM(5)輸出帶有2A的驅(qū)動(dòng)能力，在評(píng)估板設(shè)計(jì)中直接驅(qū)動(dòng)半橋的功率管而不需要額外的驅(qū)動(dòng)電路。

LM5036的雙路同步整流SR輸出，通過隔離驅(qū)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)副邊的同步整流管。在輸入電壓較低的應(yīng)用中，同步整流可以提到效率。

LM5036的輸入引腳VIN可以直接連接到最大100V的電壓輸入(6)。在需要大于100V輸入的應(yīng)用中，LM5036也可以通過連接電路的配置支持大于100V的應(yīng)用場(chǎng)景。

原理圖中標(biāo)識(shí)(7)部分配有跳線對(duì)LM5036的ON/OFF引腳的外圍電路進(jìn)行選擇，從而配置LM5036在錯(cuò)誤清除時(shí)，工作在鎖死或是自動(dòng)啟動(dòng)狀態(tài)。

在LM5036的EVM板級(jí)分布也比較清晰，如下圖所示，包括輸入濾波部分，半橋拓?fù)浼軜?gòu)和二次側(cè)整流部分，集成輔助源部分，以及副邊反饋的反饋回路部分。整體設(shè)計(jì)輸入電壓48V，輸出電壓12V，滿載電流8A;在整個(gè)EVM 設(shè)計(jì)文檔中，有著詳細(xì)設(shè)計(jì)流程，以及相關(guān)的測(cè)試波形。本文著重介紹一些典型測(cè)試波形以及在設(shè)計(jì)中的一些計(jì)算文檔用來提高設(shè)計(jì)計(jì)算效率。

下圖即為L(zhǎng)M5036評(píng)估板的效率曲線圖?？梢钥吹郊幢阍谳p載范圍內(nèi)，該評(píng)估板也可達(dá)到較高的效率及較為平滑的效率曲線。在輸入電壓較低時(shí)，可以達(dá)到更高的占空比，有助于效率的提升。

對(duì)于LM5036的預(yù)偏置啟動(dòng)功能：

下圖是預(yù)偏置啟動(dòng)的測(cè)試波形。測(cè)試條件為輸入48V，啟動(dòng)時(shí)輸出端帶有2V的電壓(4通道波形)。藍(lán)色波形為原邊開關(guān)波形，綠色為輸出電壓，黃色為輸出電感電流?？梢钥吹?，輸出電壓在帶有2V的預(yù)偏置時(shí)，啟動(dòng)后可以達(dá)到單調(diào)上升，沒有下跌或過沖的輸出。

LM5036EVM 預(yù)偏置啟動(dòng)測(cè)試

在整個(gè)LM5036EVM-264 評(píng)估板設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，除此之外，還有很多的測(cè)試波形，例如輸出電壓紋波，負(fù)載動(dòng)態(tài)測(cè)試，靜態(tài)電壓電流以及開關(guān)節(jié)點(diǎn)測(cè)試等等很多的測(cè)試項(xiàng)。整體而言LM5036作為DC/DC隔離電源控制器，在半橋設(shè)計(jì)，全橋應(yīng)用等領(lǐng)域有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，隨著市場(chǎng)電源產(chǎn)品的發(fā)展，在越來越高的功率密度，越來越高的可靠性要求下，LM5036是一款非常不錯(cuò)的隔離電源應(yīng)用選擇。利用本文所提到的典型LM5036設(shè)計(jì)應(yīng)用技巧，可大大節(jié)省研發(fā)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率。在后續(xù)的博客中我們會(huì)重點(diǎn)介紹LM5036的各大優(yōu)勢(shì)。