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Viper50-E SMPS初级I.C.

日期:2019-10-21 (来源:互联网)

可调开关频率上升至200 kHz电流模式控制软启动和关闭控制自动突发模式操作备用条件能够满足“蓝色天使”标准(<1W总功率消耗量)内部修整齐纳
参考
低电压锁定滞后集成启动电源过热保护低待机电流可调电流限制
说明
Viper50-E,采用Vipower M0技术制造,在同一个硅片上结合了一个最先进的pwm电路和一个优化的、高性能的电压,垂直功率mosfet(620v/1.5a)。
典型应用包括离线电源二次功率25W宽量程条件和单量程50W或双倍配置。两者都兼容一级或二级调节回路当与离散解相比。突发模式操作是此设备的附加功能,提供以备用模式运行的能力没有额外的组件。

管脚说明
3.1漏极引脚(集成功率mosfet漏极):集成功率mosfet漏极管脚。它通过集成高压电流源,正常运行时关闭。这个该装置能够在正常运行期间处理松开的电流,确保自身防止电压浪涌、PCB杂散电感和允许无缓冲操作低输出功率。
3.2源引脚:功率mosfet源引脚。一次侧电路公共接地连接。
3.3 VDD引脚(电源):
此引脚提供两个功能:
●对应于电路控制部分的低压电源。如果VDD低于8V,启动电流源激活,输出功率mosfet关闭直到VDD电压达到11V。在此阶段,内部电流消耗为减小,VDD引脚产生约2毫安的电流,并且comp引脚对地面。之后,电流源关闭,设备尝试通过再次切换。
●该引脚也连接到误差放大器,以便允许初级和二级调节配置。如果是一级调节,内部13V微调参考电压用于将VDD保持在13V。对于二次调节,A在8.5V和12.5V之间的电压将通过变压器设计放到VDD引脚上,以便将跨导放大器的输出卡在高状态。压缩机销作为恒流源,可以很容易地连接到光耦。注意,由于调节回路故障引起的任何过电压仍由误差放大器通过vdd电压,不能超过13v。输出电压将略高于名义值,但仍在可控范围内。
补偿销
此引脚提供两个功能:
●它是误差跨导放大器的输出,允许连接补偿网络提供调节回路所需的传递函数。它的带宽可以很容易地调整到需要的值与通常的组件值。作为如上所述,二次调节配置也通过压缩机销。
●当压缩机电压低于0.5V时,电路关闭,并功率mosfet的零占空比。此功能可用于关闭转换器,并由调节回路自动激活(无论配置是)在可忽略的输出功率或打开负载状态。

OSC引脚(振荡器频率):RT公司
-连续油管必须在网络上连接才能定义开关频率。请注意尽管有RT的连接对于VDD,VDD变化不会发生明显的频率变化从8V到15V。当连接到外部时,它还提供同步功能频率源。

操作说明
电流模式拓扑:
当前模式控制方法与Viper50-E中集成的方法一样,使用两种控制回路-内部电流控制回路和外部电压控制回路。当权力mosfet输出晶体管打开,电感电流(变压器的一次侧)为用传感网技术监测并转换成与此成比例的电压vs当前。当vs达到vcomp(放大输出电压误差)时,电源开关为关闭。因此,外部电压控制回路定义了内部回路通过电源开关和变压器一次绕组调节峰值电流。
由于固有输入,确保了良好的开环直流和动态线路调节电流模式控制的电压前馈特性。这就改进了生产线调节、对线路变化的瞬时修正和电压的更好稳定性调节回路。
电流模式拓扑也确保了在短路情况下的良好限制。期间第一阶段输出电流随调节回路的动态而缓慢增加。
然后,它达到最大限制电流内部设置,并最终停止,因为VDD上的电源不再正确。对于特定的应用,最大峰值电流内部设置可以通过外部限制comp引脚上的电压偏移来覆盖。
集成消隐滤波器在集成功率mosfet被打开。此功能可防止异常或过早一次侧电流尖峰时开关脉冲终止电容或二次侧整流器反向恢复时间。
待机模式
在接近开启负载条件下的备用操作自动导致突发模式允许二次侧电压调节的操作。从正常的转变功率pstby的突发模式操作由以下给定:在哪里?
lp是变压器的一次电感。fsw是正常的开关频率。Istby是最小的可控电流,对应于设备能够正常工作。该电流可计算为:TB+TD是内部电流感测的消隐时间和传播时间之和。和比较器,并大致表示设备的最小打开时间。注:PSTBY在低负载时可能会受到转换器效率的影响,并且必须包括电源绘制在初级辅助电压上。

一旦功率低于这个极限,辅助次级电压开始增加。高于13V调节电平,迫使跨导放大器的输出电压低状态(vcomp<vcompth)。这种情况导致关机模式开关保持在断开状态,导致循环丢失和占空比为零。一旦VDD恢复到调节水平,达到VCompth阈值,设备再次运行。上述循环无限期重复,提供一个突发模式,其中在正常工作时,有效占空比远低于最小占空比。这个等效开关频率也低于正常开关频率,导致输入主电源线上的消耗。这种操作模式允许Viper50-E满足新的德国“蓝天使”标准,总功耗小于1W在待机模式下工作时的系统。输出电压保持在正常电平,与突发模式对应的低频纹波。它的振幅纹波很低,因为输出电容和低输出电流条件。当功率恢复到更高时,正常操作自动恢复比pstby还要高。
高压启动电流源
集成的高压电流源在启动阶段。该电流部分被内部控制电路吸收进入待机模式,降低功耗,并提供给外部连接到VDD引脚的电容器。一旦这个引脚上的电压达到高电压阈值vddon的uvlo逻辑,设备变为激活模式并开始切换。这个启动电流发生器关闭,转换器通常应提供通过变压器的辅助绕组在VDD引脚上需要电流,。在有异常情况下,辅助绕组不能提供低电平的情况下至VDD引脚的电压供电电流(即转换器输出短路)外部电容放电到低阈值电压vddoff的uvlo逻辑,和设备返回到非活动状态,其中内部电路处于待机模式,并且启动电流源被激活。转换器进入无休止的启动循环,启动占空比由Viper100时充电电流对放电的比率定义-E试着开始。通过设计,该比率固定在2A到15A之间,从而提供12%的启动占空比虽然启动时的功率耗散约为100伏,但输入电压为1千伏。
这个低值启动占空比防止了应力在输出整流器上的应用以及发生短路时的变压器。
VDD引脚上的外部电容器CVDD必须根据转换器启动时,设备开始切换。这次tss依赖于许多参数,其中变压器设计、输出电容器、软启动特性和补偿网络在comp引脚上实现。以下公式可用于定义所需的最小电容器:在哪里?
IDD是切换时VDD引脚上的消耗电流。
tss是设备开始切换时转换器的启动时间。最坏的情况是通常满载。
vddhyst是uvlo逻辑的电压滞后(参考最小指定值)。软启动特性可以通过一个简单的电容器在comp管脚上实现也将用作补偿网络。在这种情况下,调节环路带宽为相当低,因为这个电容器的价值很大。如果调节回路很大带宽是必需的,可以使用的示意图。它混合了一种性能补偿网络与单独的高值软启动电容器。
软启动时间和调节回路带宽均可单独调节。
如果通过将压缩机销系在地上而有意关闭该设备,则该设备也执行启动循环,VDD电压在VDDON和VDDOFF之间振荡。
该电压可用于提供外部功能,前提是其消耗量不超过0.5mA。显示了这个函数的典型应用,其中有一个锁存关闭。一旦“关机”信号被激活,设备将保持关闭状态直到输入电压消失。

电气过应力强度
由于输入电压的剧烈波动或闪电。遵循布局考虑足以防止灾难性损坏大多数时候。但是在某些情况下,电压浪涌通过变压器耦合辅助绕组可以超过VDD引脚绝对最大额定电压值。这样的事件可能触发VDD内部保护电路,该电路可能被强电损坏vdd大容量电容器的放电电流。的简单rc过滤器可以是用于提高应用程序对此类浪涌的免疫力。

布局注意事项
一些简单的规则保证了开关电源的正确运行。他们可能是分为两类:
–最小化电源回路:必须仔细分析开关电源电流相应的路径必须尽可能小的内环区域。这样可以避免辐射电磁兼容噪声,磁耦合传导电磁兼容噪声,并提供通过消除寄生电感,尤其是在二次侧,提高效率。
-使用低电平和功率信号的不同轨道:由于混合而产生的干扰信号和功率可能导致装置的不稳定性和/或异常行为如果出现剧烈的功率浪涌(输入过电压、输出短路…)。对于毒蛇,这些规则如所示适用。–回路C1-T1-U1C5-D2-T1C7-D1-T1必须最小化。
–C6必须尽可能接近T1。
–信号部件C2、ISO1、C3和C4使用连接的专用轨道直接连接到设备的电源。