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用于电池测试和化成的双向同步PWM控制器

时间:09-23 来源:电子产品世界 点击:

当VSS小于0.52 V(典型值)时,ADP1974开关控制保持禁用。当VSS达到0.52 V(典型值)时,开关使能。随着CSS继续充电且VSS上升,PWM占空比逐渐提高,输出电压得以线性上升。CSS继续充电,VSS上升到内部VREG电压(5 V典型值)。 当COMP设置的系统占空比小于软启动占空比时,外部控制环路接管ADP1974。软启动图参见图22。

当器件关断或检测到故障时,SS引脚的内部1 kΩ有源下拉电阻给CSS放电。

  图22. 软启动图

MODE引脚控制ADP1974占空比发生器,在软启动期间会影响DL和DH信号。在降压模式下,DH脉冲启动导通时间(或第一阶段)。在升压模式下,DL脉冲启动导通时间。有关降压和升压操作的更多信息,请参见“工作模式”部分。软启动期间,ADP1974工作在异步模式,不驱动同步FET。在关闭周期中,与低端FET(降压模式)或高端FET(升压模式)并联的二极管导通电流,直至它达到0或下一周期开始。软启动周期完成之后(SS > 4.5 V),ADP1974切换到完全同步模式。

工作模式

ADP1974用作同步降压或升压控制器。当MODE引脚被驱动到高电平——高于1.20 V(典型值)阈值时,ADP1974以降压配置工作,给电池充电。当MODE引脚被驱动到低电平——低于1.05 V(典型值)阈值时,ADP1974以升压配置工作。升压配置适合于电池化成应用中的放电情形。各种模式下ADP1974的表现参见图23和图24。当使能ADP1974时,连接到VREG引脚的内部稳压器也会上电。在VREG上升沿,MODE引脚的状态被锁存,防止工作模式在器件使能时改变。要在升压和降压工作模式之间改变,应关断或禁用ADP1974,调整MODE引脚以改变工作模式,然后重启系统。

当EN引脚被驱动到低电平、FAULT引脚被驱动到低电平或ADP1974由于TSD事件/UVLO条件而禁用时,可以改变工作模式。在FAULT控制信号的上升沿,MODE引脚的状态被锁存,防止工作模式在器件使能时改变。

  图23. 升压配置的驱动信号图

  图24. 降压配置的驱动信号图

PWM驱动信号

ADP1974有两个5 V逻辑电平输出驱动信号DH和DL,其兼容ADuM7223之类的驱动器。 DH和DL驱动信号同步接通和关断外部驱动器驱动的高端和低端开关。 ADP1974提供电阻可编程的死区时间,以防DH和DL引脚同时跃迁,如图25所示。 在DT引脚与地之间连一个电阻以设置死区时间。

  图25. DH和DL跃迁之间的死区时间(tDEAD)

利用DH和DL引脚驱动容性负载时,必须将一个20 Ω电阻与容性负载串联,以降低接地噪声并确保信号完整性。

外部COMP控制

ADP1974 COMP引脚是PWM调制器比较器的输入。ADP1974采用电压模式控制,一个外部误差放大器(AD8450/AD8451)施加于COMP引脚的误差信号与内部4 V p-p三角波形相比较。随着负载改变,误差信号提高或降低。内部PWM比较器通过监控COMP引脚的误差信号和内部4 V p-p斜坡信号,确定适当的占空比驱动信号。随后,内部PWM比较器以所确定的占空比通过DH和DL信号驱动外部栅极驱动器。

COMP引脚的工作电压范围是0 V到5.0 V。 如果VCOMP介于0.5 V到4.5 V,ADP1974将相应地调节DH和DL输出。如果VCOMP大于4.5 V,ADP1974将以编程的最大占空比(或97%,以较低者为准)操作DH和DL输出。如果VCOMP小于0.45 V,ADP1974将根据工作模式以0%占空比操作DH或DL输出,以100%占空比操作互补的DL或DH输出。COMP引脚输入不得超过5.5 V绝对最大额定值。

DL和DH信号摆幅是从VREG(5 V典型值)到地。所用的外部FET驱动器必须具有兼容5 V逻辑信号的输入控制引脚。

峰值限流打嗝实现方案

ADP1974实现了峰值打嗝限流特性,电流通过一个检测电阻在低端FET上测量。 当峰值电感电流超过编程的电流限值并持续500个连续时钟周期(对于100 kHz编程频率,其典型值为5.2 ms)以上时,就会出现峰值打嗝限流情况。如果过流存续时间少于500个连续周期,计数器将复位到0。 发生过流状况时,SS引脚通过1 kΩ电阻放电,驱动信号DL和DH在后续500个时钟周期中禁用,以便FET冷却(打嗝模式)。500个时钟周期到期后,ADP1974通过新的软启动周期重启。

  图26显示了峰值限流保护的限流框图。

  图26. 峰值限流保护的限流框图

限流阈值系根据所选的模式而在内部设置。 在使用RCL = 20 kΩ(由于有20 μA电流源,其上电压为400 mV)的降压或升压模式下,当RS上的电压达到100 mV时,它就会触发。有关如何设置电流限值的更多信息,参见“应用信息”部分。

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