準(zhǔn)諧振SMPS控制器L6565的功能原理及應(yīng)用

1概述

ST公司在近期推出的L6565單片IC，是適用于準(zhǔn)諧振(QR)零電壓開關(guān)(ZVS)回掃變換器電流型初級(jí)控制器。QR操作依靠變壓器退磁感測(cè)輸入獲得，變換器功率容量隨主線電壓變化通過線路電壓前饋補(bǔ)償。在輕載時(shí)，L6565自動(dòng)降低工作頻率，但仍然盡可能保持接近ZVS運(yùn)行。

L6565的主要特點(diǎn)如下：

SQRZVS回掃拓?fù)潆娏餍统跫?jí)控制;

S線路電壓前饋控制保證交付恒定功率;

S頻率折彎(foldback)功能可獲得最佳待機(jī)頻率;

S逐周脈沖與打嗝(hiccup)模式過電流保護(hù)(OCP);

S超低起動(dòng)電流(70μA)和靜態(tài)電流(3.5mA);

S堵塞功能(開/關(guān)控制);

S25V±1%的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓;

S±400mA的圖騰驅(qū)動(dòng)器，在欠電壓閉鎖(UVLO)

情況下，保持輸出低電平。

L6565的主要應(yīng)用包括TV/監(jiān)視器開關(guān)型電源(SMPS)、AC/DC適配器/充電器、數(shù)字消費(fèi)類產(chǎn)品、打印機(jī)、傳真機(jī)和掃描設(shè)備等。

2功能與工作原理

21封裝及引腳功能

L6565采用8腳DIP(L6565N)和8腳SO(L6565D)封裝，引腳排列如圖1所示。

L6565的引腳功能分別為：

腳1(INV)誤差放大器反相輸入;

腳2(COMP)誤差放大器輸出;

腳3(VFF)線路電壓前饋;

腳4(CS)電流感測(cè)輸入;

腳5(ZCD)變壓器退磁零電流檢測(cè)輸入;

腳6(GND)地;

腳7(GD)柵極驅(qū)動(dòng)器輸出;

腳8(VCC)電源電壓。

22工作原理

圖1L6565引腳排列

圖2L6565電源電路

圖3ZCD及相關(guān)電路

(1)電源

L6565的電源電路如圖2所示。IC腳VCC的導(dǎo)通門限電壓典型值是135V，關(guān)閉門限電壓典型值是95V。一旦VCC腳導(dǎo)通，IC內(nèi)部柵極驅(qū)動(dòng)器電壓直接由VCC提供，其它內(nèi)部所有電路的工作電壓均由線性調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的7V電壓供給。一個(gè)內(nèi)部25V±1%的精密電壓，供給初級(jí)反饋控制環(huán)路使用。一旦VCC降至UVLO門限電壓以下，IC輸出則被關(guān)斷。IC腳VCC外部連接電阻R和電容C組成的起動(dòng)電路及變壓器輔助繞組和整流二極管等組成的輔助電源電路。

(2)零電流檢測(cè)(ZCD)

L6565的零電流檢測(cè)(ZCD)及相關(guān)電路如圖3所示。為在QR下運(yùn)行，IC需要檢測(cè)變壓器退磁信號(hào)。IC腳ZCD上的輸入信號(hào)，可以從施加于VCC的變壓器輔助繞組獲得。如果施加到ZCD腳上的負(fù)向脈沖沿降至16V以下，ZCD電路將接通外部MOSFET。為保證高抗噪擾度，觸發(fā)電路在負(fù)向脈沖沿降至16V之前則被起動(dòng)。腳5上的正向脈沖沿歷經(jīng)21V，并直達(dá)52V。在外部MOSFET已被關(guān)斷之后，觸發(fā)電路將消隱一定時(shí)間(≥3.5μs)，以阻止任何負(fù)向脈沖沿跟隨漏感退磁，并實(shí)現(xiàn)頻率折彎功能。

L6565內(nèi)置起動(dòng)電路，在IC起動(dòng)期間迫使驅(qū)動(dòng)器給出一個(gè)脈沖施加到MOSFET的柵極，驅(qū)動(dòng)MOSFET導(dǎo)通，以在IC腳ZCD上產(chǎn)生一個(gè)輸入信號(hào)。IC腳ZCD上的電壓受到雙鉗位限制，上面的鉗位電壓是52V，底部的鉗位電壓為VBE(065V)。

L6565的ZCD腳還用作觸發(fā)禁止電路。如果該腳上的電壓降低到200mV的門限，器件將被關(guān)閉。為使器件重新運(yùn)行，則ZCD腳上的電位下拉必須予以解除。

(3)頻率折彎

為防止QR回掃變換器的開關(guān)頻率過高，L6565對(duì)開關(guān)的最小關(guān)斷時(shí)間給予限制。事實(shí)上，ZCD消隱時(shí)間間隔(最小值是35μs)是誤差放大器輸出VCOMP的函數(shù)，負(fù)載愈低，VCOMP愈小，而消隱時(shí)間(TBLANK)也就愈長。一旦負(fù)載電流和輸入電壓使開關(guān)截止時(shí)間降低到35μs的最小消隱時(shí)間以下，系統(tǒng)將進(jìn)入頻率折彎模式。在該模式中，在一些線路/負(fù)載條件下，能觀察到不規(guī)則的開關(guān)周期。當(dāng)負(fù)載足夠小時(shí)，因消隱時(shí)間的增加，許多振鈴周期被越過，并且其幅值變得非常小，不能再觸發(fā)ZCD電路，從而產(chǎn)生突發(fā)模式運(yùn)行，外部MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài)。圖4定性描述了L6565的頻率折彎特性。