新型DC/DC電源控制芯片DPA426的應(yīng)用
DPA426是PI(PowerIntegrationGmbH)公司設(shè)計(jì)的,高度集成的DC/DC電源控制芯片。它內(nèi)部集成了一個(gè)200V的高頻功率MOSFET,并將PWM控制、工作頻率選擇、輸入過(guò)欠壓檢測(cè)、可編程電流限制、ON/OFF開(kāi)關(guān)控制、外部時(shí)鐘同步、軟啟動(dòng)及關(guān)斷自動(dòng)重啟動(dòng)、熱關(guān)斷保護(hù)等功能集于一身。只需極少的外部元器件就可實(shí)現(xiàn)眾多功能,不但使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化,節(jié)省空間,而且可降低成本。DPA426支持正激和反激工作模式,工作頻率高,貼片式封裝;若將外圍元器件及變壓器采用貼片元器件和平面變壓器,并采用鋁基板設(shè)計(jì),就可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)。另外,DPA426只是DPASwitch系列控制芯片中的一種,它最大輸出100W,還有DPA423-425,輸出功率分別為18W,35W,70W,用戶(hù)可根據(jù)需要選用。
1 DPA426簡(jiǎn)介
DPA426的輸入電壓范圍為16~75V,其內(nèi)部功能框圖見(jiàn)圖1,外形封裝見(jiàn)圖2,各管腳功能如下:
腳1CONTROL(C)控制腳,接內(nèi)部誤差放大器同相輸入端,為反饋電流輸入端,用于占空比控制;
腳2LINESENSE(L)在線(xiàn)感應(yīng)腳,用于過(guò)、欠壓檢測(cè),ON/OFF開(kāi)關(guān)控制及外部時(shí)鐘同步;
腳3EXTERNALCURRENTLIMIT(X)外部電流限制腳,用于輸入電流的可編程限制;
腳4SOURCE(S)接芯片內(nèi)部功率MOSFET源極;
腳5FREQUENCY(F)用于選擇工作頻率;
腳7DRAIN(D)接芯片內(nèi)部功率MOSFET漏極。
下面介紹一下各功能的實(shí)現(xiàn)。
頻率選擇將腳5與腳4短接,工作頻率為400kHz;將腳5與腳1短接,工作頻率為300kHz,腳5不能懸空。
輸入過(guò)欠壓檢測(cè)輸入欠壓保護(hù)的作用是使輸入電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí),芯片才開(kāi)始工作,防止誤觸發(fā);過(guò)壓保護(hù)則是保護(hù)電路輸入部分,不會(huì)因輸入電壓過(guò)高而損壞,見(jiàn)圖3。
可編程電流限制將一電阻RIL接于腳3與腳4之間,就可實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部功率MOSFET漏極電流的限制,防止因輸出過(guò)流或短路引起的損壞,見(jiàn)圖4。
ON/OFF開(kāi)關(guān)控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的開(kāi)關(guān)控制,腳3若懸空則芯片停止工作,見(jiàn)圖5;若在三極在電源開(kāi)啟時(shí),防止浪涌電流過(guò)大而損壞內(nèi)部功率MOSFET及防止變壓器飽和;自動(dòng)重啟動(dòng)功能是在電路工作不正常時(shí),使芯片處在一種低功耗的保護(hù)狀態(tài),恢復(fù)正常后使電路重新啟動(dòng)。
熱關(guān)斷保護(hù)用來(lái)保護(hù)芯片不因過(guò)熱而損壞,當(dāng)芯片溫度高于137℃時(shí),芯片內(nèi)部保護(hù)電路會(huì)使內(nèi)部功率MOSFET停止工作;當(dāng)芯片溫度低于110℃時(shí),保護(hù)會(huì)自動(dòng)解除,芯片繼續(xù)工作。
2 電路設(shè)計(jì)
實(shí)用電路見(jiàn)圖8。
圖8是一標(biāo)準(zhǔn)單路輸出、正激式DC/DC變換器,輸入電壓為36~72V,48V輸時(shí)效率可達(dá)90%。電阻R1設(shè)置輸入過(guò)、欠壓保護(hù)分別為33V和86V;R3用來(lái)設(shè)置輸入電流限制;腳5連接于腳1使芯片工作于300kHz;VR1用來(lái)嵌位功率MOSFET的漏極電壓并使磁芯復(fù)位;C9及R5用來(lái)保護(hù)Q2,使漏源電壓不超過(guò)Vdss;次級(jí)功率MOSFETQ1,Q2用來(lái)實(shí)現(xiàn)同步整流,提高整機(jī)工作效率;L2的初級(jí)用作輸出扼流圈,次級(jí)整流、濾波后為芯片提供偏置電流;穩(wěn)壓部分采用了比較器431,與R10及R11組成的輸出分壓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較,并通過(guò)偏置繞組提供的偏置電流完成穩(wěn)壓;D3及C13組成一個(gè)軟啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò),與芯片內(nèi)部限流、軟啟動(dòng)共同用來(lái)防止電源啟動(dòng)時(shí)的過(guò)沖現(xiàn)象,R7用來(lái)給C13放電;R6,C16,R12,C14,R9,R4,C5共同完成控制循環(huán)響應(yīng)。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述可以看出,DPASwithc系列芯片是一種高度集成的DC/DC電源控制芯片,正因?yàn)樗母叨燃啥乖O(shè)計(jì)得到簡(jiǎn)化,設(shè)計(jì)者感到方便、簡(jiǎn)捷。
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