用于电池测试和化成的双向同步PWM控制器

　　概述

ADP1974是一款恒定频率、电压模式、同步、脉冲宽度调制(PWM)控制器，用于DC-DC双向应用。 ADP1974旨在与外部高电压场效应晶体管(FET)半桥驱动器和外部控制器件(如AD8450/AD8451)一起用于电池测试、化成和调理应用。该器件可在电池充电模式下作为降压转换器使用，并在放电模式下作为升压转换器使用，以便循环利用输入总线上的电能。

ADP1974高电压VIN电源引脚最高可耐受60 V工作电压，并且降低了额外的系统电源电压需求。ADP1974集成诸如精密使能、带可编程相移的内部和外部同步控制、可编程最大占空比，死区控制以及峰值打嗝限流保护等功能。其它保护特性包括用于限制启动时输入浪涌电流的软启动、精密使能和热关断(TSD)。ADP1974还提供COMP引脚，可从外部控制PWM占空比;集成的FAULT引脚则可禁用DH和DL输出。这些功能与AD8450/AD8451模拟前端(AFE)误差放大器兼容。

ADP1974采用16引脚TSSOP封装，与ADP1972引脚兼容。

典型应用电路

　　图1

热工作范围

超过结温限值可致ADP1974损坏。工作结温最高温度(TJ MAX)优先于工作环境最高温度(TA MAX)。监控环境温度并不能保证结温(TJ)处于额定温度限值内。

在功耗高、印刷电路板(PCB)热阻差的应用中，可能需要降低最大环境温度。在功耗适中、PCB热阻较低的应用中，当结温处于额定限值以内时，最大环境温度可以超过最大限值。

器件的结温(TJ)取决于环境温度(TA)、器件的功耗(PD)和封装的结至环境热阻(θJA)。利用下式根据环境温度(TA)和功耗(PD)计算最高结温(TJ)：

TJ = TA + (PD × θJA)

引脚配置和功能描述

　　图2. 引脚配置

引脚功能描述

典型性能参数

除非另有说明，VIN = VEN = VFAULT = 24 V，VMODE = VCL = VSS = VCOMP = 0 V，TA = 25°C。

工作原理

　　图20. 内部框图

ADP1974是一款恒定频率、电压模式、同步、PWM控制器，用于DC-DC双向应用。ADP1974设计用于配合外部高压FET半桥驱动器(如ADuM7223)和外部误差放大器AFE器件(如AD8450/AD8451)使用，以实现电池测试、充电和放电系统。ADP1974具有高输入电压范围、多个外部编程的控制引脚并集成安全特性。在降压模式下，该器件给电池充电，将电能从输入电源输送到输出。在升压模式下，该器件给电池放电，将电能从电池输送到输入。上述两种情况下，ADP1974均作为同步控制器工作以实现最大效率。

电源引脚

ADP1974有两个电压源引脚：VIN和VREG。 VIN引脚采用6 V到60 V的外部电源工作，是ADP1974内部线性稳压器的电源电压。利用4.7 μF或更大的陶瓷电容将VIN引脚旁路至地。

VREG引脚是内部线性稳压器的输出。 内部稳压器产生5 V(典型值)供电轨，其既可用在器件内部以偏置控制电路，也可用在外部作为MODE、SYNC、DMAX和FAULT引脚的上拉电压。 利用1 μF陶瓷电容将VREG引脚旁路至地。当EN为低电平时，VREG禁用;只要VIN高于内部UVLO(典型值为5.71 V)且EN为高电平，VREG便有效。

采用50 V以上的输入电压工作时，建议增加输入滤波。图21给出了推荐的滤波器配置。

　　图21. 输入电压大于50 V时的推荐滤波器配置

EN/关断

EN输入用于启动或关闭ADP1974，并且可以采用最高60 V的电压工作。 EN引脚具有精密使能控制功能。当EN电压小于1.22 V(典型值)时，ADP1974关断，VREG禁用，DL和DH均变为低电平。 当ADP1974关断时，VIN电源电流为15 μA(典型值)。 当EN电压大于1.25 V(典型值)时，ADP1974使能，VREG以斜坡方式变为5 V。

除EN引脚外，该器件还可以通过内部TSD事件指示的故障条件、VIN上的UVLO条件或FAULT引脚指示的外部故障条件禁用。工作模式从降压变为升压时，需要禁用器件。

欠压闭锁(UVLO)

当输入电压低于额定工作范围时，UVLO功能防止IC开启，以免进入不良工作模式。当VIN上升时，UVLO不允许ADP1974开启，除非VIN大于5.71 V(典型值)。当VIN降至5.34 V(典型值)以下时，UVLO禁用器件。UVLO电平具有约370 mV的迟滞，当VIN引脚上的电压斜坡较慢时，该迟滞可以防止系统不停地开启和关闭。

软启动

ADP1974具有可编程软启动功能，可防止启动期间输出电压过冲。 通过EN引脚使能ADP1974时，VREG电压开始上升到5 V。 当VREG达到5 V(典型值)的90%时，5 μA(典型值)内部软启动电流(ISS)开始给软启动电容(CSS)充电，致使SS引脚电压(VSS)上升