集成MOSFET驅(qū)動(dòng)器的全橋移相控制器-LM5046(三)
摘要:新推出的全橋移相控制器LM51346,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(gè)PIN腳功能,文中一一有分解說(shuō)明。
關(guān)鍵詞:全橋移相控制器LM5046:28個(gè)PIN腳功能(上接第9期)
(13)同步整流器的控制輸出(SR1、SR2)
變壓器二次側(cè)采用同步整流可以大幅度提高效率,特別對(duì)于低輸出電壓的變換器,整流二極管的正向壓降從0.5V~1.5V減到10mV~200mV。采用MOSFET的同步整流有效地降低了損耗,在典型應(yīng)用中,變壓器二次側(cè)繞組為中心抽頭式,輸出濾波電感與之串聯(lián),同步整流的MOSFET提供接地通路,流過(guò)電感電流,從圖3可見(jiàn),當(dāng)H01/L02導(dǎo)通時(shí),功率傳輸從初級(jí)到次級(jí)。此時(shí),SR1的MOSFET使能導(dǎo)通,而SR2的MOSFET關(guān)斷,二次側(cè)線圈接到SR2,MOSFET的漏極,電感電流連續(xù)流過(guò)SR2的MOSFET體二極管,體二極管會(huì)導(dǎo)致更大的損耗,此時(shí),令SR2的MOSFET導(dǎo)通,大幅度降低功耗,為了防止電流短路,當(dāng)H02/LO1使能時(shí),SR2的MOSFET導(dǎo)通而SR1的MOSFET關(guān)斷。
在自由運(yùn)轉(zhuǎn)期,電感電流總是均衡地流過(guò)SR1和SR2的MOSFET,在H01/LO2導(dǎo)通之前,SR2的MOSFET被禁止,SR2的體二極管連續(xù)地?cái)y帶大約一半的電感電流直到初級(jí)功率上升,將SR2 MOSFET的體二極管反偏,死區(qū)時(shí)間T1將設(shè)置允許SR的MOSFET關(guān)斷的最小時(shí)間。
SR驅(qū)動(dòng)器由REF穩(wěn)壓器供電,每個(gè)SR輸出都能源出0.1A,漏入0.4A電流驅(qū)動(dòng)電壓為5V,5V的SR信號(hào)使LM5046傳輸SR信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離邊界,它可通過(guò)固態(tài)隔離器或變壓器完成.實(shí)際的MOSFET源和漏電流由二次側(cè)柵驅(qū)動(dòng)供給。
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T1和T2由外部接到RD1和RD2到AGND的電阻調(diào)節(jié)器,注意,當(dāng)RD4應(yīng)對(duì)最大占空比時(shí),RD2則不,RD1和RD2電阻要緊靠IC,電阻值由下式計(jì)算:
RD應(yīng)在20~100k之間。如果死區(qū)T1為60ns。則RD1為20kΩ。
(14)同步整流器的軟起動(dòng)
前面已經(jīng)講過(guò),LM5046包含二次側(cè)的軟起動(dòng)功能,這樣極大地令同步整流器進(jìn)入穩(wěn)態(tài)占空比,這個(gè)功能保持同步整流器在基本的軟起動(dòng)期間關(guān)斷。允許輸出電壓線性地增長(zhǎng),進(jìn)入預(yù)偏置負(fù)載,然后SR輸出占空比增大,防止輸出電壓因不同二極管壓降及導(dǎo)通電阻而擾動(dòng)。再有,當(dāng)LM5046加入偏置源時(shí),SSSR電容由內(nèi)部MOSFET放電,當(dāng)SS電容充電到2V時(shí),COMP將控制占空比,亦即ICOMP<800μA,SSSR放電,釋放的SSSR電容開(kāi)始由20μA電流源充電,在同步整流的軟起動(dòng)期間,SR1和SR2同時(shí)導(dǎo)通,如圖5(a)所示,為防止任何的變壓器不平衡,進(jìn)入穩(wěn)態(tài)如圖5 (b)同步整流器輸出可以用將SSSA端接地來(lái)禁止。
(15)預(yù)偏置起動(dòng)
對(duì)功率變換器共同的需要是有一個(gè)單調(diào)的輸出電壓起動(dòng)上升,進(jìn)入預(yù)偏置負(fù)載,即預(yù)充電給輸出電容,在預(yù)偏置負(fù)載條件下,如果同步整流器遭遇不成熟期,它將會(huì)從預(yù)充電的輸出電容漏入電流。結(jié)果導(dǎo)致不希望有的輸出電壓下沉。這是不希望出現(xiàn)的,而且可能損壞功率變換器。LM5046使用獨(dú)有的控制電路確保同步整流器的智能導(dǎo)通,輸出電壓?jiǎn)我环较蛏仙饎?dòng)時(shí),SSSR電容保持地電平,禁止同步整流的MOSFET,只允許其體二極管工作,一旦占空比開(kāi)始由COMP控制替代軟起動(dòng)電容。亦即ICOMP<800μA及SS端電壓>2V,同步整流器的軟起動(dòng)將起始。SSSR電容然后釋放,由20μA電流源充電,進(jìn)一步見(jiàn)圖6。在SSSR端一個(gè)1V的偏置用來(lái)提供附加的延遲,這個(gè)延遲可以確保輸出電壓穩(wěn)定,在同步整流MOSFET工作時(shí)防止任何反偏電流。 (未完待續(xù))