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L6598脱线控制器用于谐振式变换器

时间:03-07 来源:互联网 点击:



图2 软起动时间和振荡器波形

软起动功能由在一个周期的时间Tss内完成,Tss是开关频率从Fstart减为Fmin的时间,这个特点详细的说明如下(参见图2)。

在软起动时间内,电流Iss给电容Css充电,通常由一个电压斜波送到跨导放大器,见图2。这样,此电压信号转变为电流信号,并衰减为I fsyart。因此,该电流驱动振荡器并在软起动期间设置频率为:


图3 振荡器电路

此处 Iosc=4*I R fmin。

Vc从峰值到振荡器低谷值约等于2.84V。

在正常工作下,计算振荡器近似频率值的关系式为:

近似程度取决于频率值,但是它仍旧大于从30Khz到100Khz的范围。(图4)


图4 频率特性

升压部分:

高电压部分由升压电路获得,这种方法一般需要高压快速恢复二极管,用来给自举电容充电,在器件中本集成结构取得专利,用以取代外部二极管。它由高电压DMOS实现。用串入一个二极管的方法与低边驱动(LVG)实现同步驱动。为了驱动同步DMOS,其VS电压必须高于电源电压。这个电压由内部充电泵获得。串接入DMOS的二极管避免其不希望有的开或关,二极管的插入防止了任何电流从V boot端子流入VS,防止内部电容泵没有完全放电 时,电源会快速关断。自升压式驱动插入了一个电压降落于电容 C boot的重新充电时间内,(当进行低边驱动时),随着频率增加,外接功率MOS尺寸也要增加。它是Rds on上压降和二极管阈值电压的总和。低频时,这种压降很小,可以忽略。无论如何提高频率时必须计及。事实上,这个压降会减小驱动信号的幅度,并且可以有效的增加外部功率MOS的R ds on(取消也如此)。考虑到在谐振电源中流过的电流,MOS减小了所增加的开关频率,通常增加的R dson不是什么问题,因为其功率损耗是可以忽略的。此处Qg是外部功率 MOS的栅充电电荷,下面的方程式对计算升压驱动的压降是有用 的。


图5 升压驱动电路

此处,Qg外部功率MOS的栅充电电荷,Rdson 是升压DMOS的导通电阻, T charge是升压驱动保持开通的时间(大约是开关频率的一半减去死区时间)

升压DMOS典型电阻值是150 毫欧姆,例如,使用一个具有整个30nc栅电荷的功率MOS,升压驱动的压降是2.5V,在开关频率200Khz,实际上,

在实践中,如果有效的压降在升压驱动上呈现出一个问题(特别在大功率MOS时)可以外接 一支二极管。防止C boot上的电压减少。

使能功能:

L6598具有两个不同的使能输入端,EN1和EN2(PING)适合多方面应用:

ENABLE 1(高电平有效)阈值典型为0.6V,当其被激活时,它可强迫器件处于闭锁状态,使得振荡器停振,并且HVG和LVG两输出都被切断,就如在欠压条件下。在这种状态下器件从电源取用很低的静态电流(250uA最大)。这里有两种方法重新起动器件,一种是减小电源电压到关闭阈值以下,然后再起动。第二种是激活ENABLE 2的输入端,锁住OV P功能,可以达到使用这个功能。EN2高电平有效典型阈值为1.2V,它重新起动的顺序以EN1已经预先激活,它将从锁存状态下重新激活。


图6 使能端子1的功能 图7 使能端子2的功能


EN2高电平有效,典型阈值为1.2V。它重新起动的顺序以及如果EN1已经予先激活,它将从锁存状态下激活。

谐振的应用:

在开关式的电源转换器中,谐振转换器可以根据波形与非谐振式区分出来。尤其是以转换器中的功率开关和寄生元件。实际上对照传 统的PWM方式,(典型为矩形/梯形)谐振转换器波形则包含了正弦振铃波形。谐振转换器技术可以应用在所有的转换拓扑(Buck,Boost)它可以将这几种的转换器分一下类。

——串联或并联负载式谐振电路

——固定的或可变的工作频率

——连续式或断续式的谐振方式

——全谐振、半谐振的谐振开关转换器


图8 半桥式电路的连接方法

这篇技术论文不可能讨论关于各种不同的拓扑,我们可以定义谐振变换器,它采用先进的网路谐振并且涉及零电压或零电流开关的可能性。零电压开关一般被认为在高频与高压应用时是最必要的,因为存在功率器件的寄生电容。

ZVS拓扑可以缓冲高电压应力,它涉及开关电压波形,但是,近来经济有效的方法是采用功率开关的半桥式连接,它提供 给两元件软开关特性,在开和关的上升下降沿处传输。整个谐振转换器很容易实现。

器件为基于半桥拓扑的应用而设计,以50%的占空比工作在变频状态,在这种形式的转换器中,输出参数的控制将由改变开关频率的方法来完成。

最流行的负载谐振转换器(SR串联谐振、PR并联谐振、LCL型串联谐振等等)都可以使用这种结构来完成。在目前的讨论中,我们通常是用一个变压器从主回路去给负载独立充电来实现。此外,由于器件的运行模式,连续式谐振变换器是我们感兴趣的拓扑,我们特制要参照LLC方式。

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