面向中等功率應(yīng)用的AC/DC功率管理IC
傳輸時(shí)延補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的功率控制
對(duì)于某些應(yīng)用而言,嚴(yán)格的功率控制十分重要,這也是大多數(shù)應(yīng)用所期望的。這款芯片保留了非連續(xù)電流模式和最大峰值電流控制特性。然而,在不同輸入電壓下的最大功率變化仍然很大(>30%)。這是由讀入端到柵控制端之間的邏輯電路的傳輸時(shí)延所造成的。典型的傳輸時(shí)延時(shí)間大約為200ns。為了保持快速的功率控制,需要進(jìn)行補(bǔ)償。ICE3BS03LJG利用了輸入電壓和占空比之間的反比關(guān)系,從而相應(yīng)地自動(dòng)調(diào)整峰值電流限制閾值(見(jiàn)圖7)。最終,它可以在不同輸入線壓下,實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的功率控制。
圖7傳輸時(shí)延補(bǔ)償
對(duì)采用ICE3BS03LJG的60W演示板進(jìn)行的測(cè)量表明,在較寬的輸入電壓范圍內(nèi),峰值輸出功率的變化大約為3%(見(jiàn)圖8)。
圖860W ICE3BS03LJG演示板測(cè)量結(jié)果
增強(qiáng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)可靠系統(tǒng)設(shè)計(jì)
保護(hù)功能是決定系統(tǒng)是否可靠強(qiáng)健的一個(gè)重要因素。因此需要采用足夠的保護(hù)措施。
ICE3BS03LJG提供了所有必需的保護(hù)功能以確保系統(tǒng)安全工作。它提供了兩種保護(hù)功能:自動(dòng)重啟動(dòng)和栓鎖。自動(dòng)重啟動(dòng)可實(shí)現(xiàn)過(guò)載、開(kāi)環(huán)、Vcc欠壓、光耦合器短路等保護(hù)。對(duì)于那些諸如Vcc過(guò)壓、過(guò)熱、線圈短路等更嚴(yán)重的故障,它將進(jìn)入鎖存保護(hù)模式。一旦進(jìn)入了這種保護(hù)模式,只有在Vcc電壓需要降低到6.23V以下時(shí),才能復(fù)位到正常工作模式。該器件設(shè)置了一個(gè)靈活的外延保護(hù)引腳,從而可以滿足用戶定制保護(hù)的要求,如輸出過(guò)壓、MOSFET過(guò)熱等保護(hù)。將BL引腳連接到0.25V的電壓即可方便地啟用保護(hù)模式,此時(shí)芯片將進(jìn)入栓鎖模式。
表1是保護(hù)模式和故障條件的列表。
表1 保護(hù)模式和故障條件
過(guò)載保護(hù)功能對(duì)于電源而言十分重要,因?yàn)樗梢苑乐闺娫丛陂L(zhǎng)時(shí)間過(guò)載狀態(tài)下出現(xiàn)過(guò)熱的情況。然而,如果保護(hù)時(shí)間太短,對(duì)特定應(yīng)用而言就不夠靈活。
ICE3BS03LJG提供了一個(gè)屏蔽時(shí)間方案,該方案可以在經(jīng)過(guò)期望的屏蔽時(shí)間之后進(jìn)入保護(hù)模式,因此它可以在提供足夠保護(hù)的同時(shí),保持一定程度的靈活性。
這個(gè)屏蔽時(shí)間方案被劃分成兩種模式:基本模式和擴(kuò)展模式。在基本模式方案中,屏蔽時(shí)間被內(nèi)置為20ms,即系統(tǒng)將在20ms的屏蔽時(shí)間之后進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。在擴(kuò)展模式方案中,可以通過(guò)在BL引腳上增加一個(gè)外部電容(CBK)以在基本模式的基礎(chǔ)上提高屏蔽時(shí)間,也就是說(shuō)總的屏蔽時(shí)間=基本屏蔽時(shí)間+擴(kuò)展屏蔽時(shí)間。
當(dāng)出現(xiàn)過(guò)載故障時(shí),反饋(FB)電壓將會(huì)升高,直到4.0V。隨后屏蔽時(shí)間方案將被激活。該方案將首先進(jìn)入基本模式:20ms。如果在BL引腳上沒(méi)有CBK電容,BL引腳上的電壓將立刻被一個(gè)13mA的內(nèi)部電流源從0.9V充電至4.0V。隨后,它將立即啟動(dòng)自動(dòng)重啟動(dòng)保護(hù)功能。如果BL引腳上連有一個(gè)CBK電容,那么只有在經(jīng)過(guò)額外的充電時(shí)間,在BL引腳上的電壓被13mA電流源從0.9V充電至4.0V時(shí),才能啟動(dòng)保護(hù)功能。這個(gè)充電時(shí)間被稱(chēng)為擴(kuò)展屏蔽時(shí)間(見(jiàn)圖9)。
圖9過(guò)載保護(hù)時(shí)的屏蔽時(shí)間的框圖
總屏蔽時(shí)間T屏蔽=基本屏蔽時(shí)間+擴(kuò)展屏蔽時(shí)間=20ms+
圖10給出了過(guò)載保護(hù)時(shí)在基本模式(左)以及基本加擴(kuò)展模式(右)下捕獲到的屏蔽時(shí)間波形。
圖10 過(guò)載保護(hù)時(shí)的屏蔽時(shí)間:基本模式(左)和擴(kuò)展模式(右)
結(jié)語(yǔ)
ICE3BS03LJG是英飛凌最新推出的一款功率控制芯片。它具有極低的待機(jī)功耗,良好的EMI特性,嚴(yán)格的最大功率控制,強(qiáng)健的保護(hù)功能等。所有的這些技術(shù)和特性使得ICE3BS03LJG成為中等功率電源應(yīng)用的最佳解決方案。
評(píng)論