L5973AD 2A开关降压开关调节器

特征

2个内部开关

工作输入电压从4 V到36 V

3.3 V/（±2%）参考电压

输出电压可从1.235V调节至35V

低压差运行：100%占空比

500 kHz内部固定频率

电压前馈

空载电流运行

内部限流

零电流消耗抑制

同步

反馈断开保护

热关机

应用

消费者：机顶盒、DVD、电视、VCR、车载收音机，液晶显示器

联网：XDSL、调制解调器、DC-DC模块

计算机：打印机、声卡/显卡，光盘存储、硬盘

工业：充电器、汽车电池、DC-DC转换器

说明

L5973AD是一款降压单片电源开关电流限值为2 A，因此它能够提供大于1.5 A的直流电负载电流取决于应用条件。输出电压可设置为1.235V达到35伏。也实现了高电流水平多亏了带有外露框架的SO8包，这样就可以把香港电台减少到约40°C/W。该器件采用内部P沟道D-MOS晶体管（典型值为200 mΩ）作为开关避免使用自举电容器的元件保证高效率。内部振荡器固定开关频率在500 kHz时，尽量减小外部组件。它的最小输入电压仅为4V特别适用于5 V母线，共有计算机相关应用。脉冲电流限值频率调制提供了一个有效常数电流短路保护。

电气特性

TJ=25°C，VCC=12 V，除非另有规定

功能描述

主要的内部模块如图3所示，其中报告了设备框图。

他们是：

为内部电路供电的电压调节器。从这个调节器，一个3.3伏外部提供参考电压。

检查输入和内部电压的电压监测电路。

频率为500 kHz的全集成锯齿振荡器

两个嵌入式电流限制电路，用于控制电流流动

通过电源开关。逐脉冲电流限制强制电源开关

如果电流达到内部阈值，则逐个关闭，而频率

换档器降低开关频率，以大大降低占空比。

跨导误差放大器。

脉冲宽度调制器（PWM）比较器和相关逻辑电路带动内力。

内部P-MOS开关的高压侧驱动器。

备用操作的禁止块。

实现热保护功能的电路

电源和基准电压

内部调节器电路（如图4所示）由启动电路、内部电压预调节器，带隙基准电压和提供所有街区都有电流。当输入电压升高时，起动器向整个装置提供启动电流并且设备被启用（禁止引脚接地）。预调节器块为带隙单元提供一个预调节电压VREG具有非常低的电源电压噪声灵敏度。

电压监测器

内部块连续感测VCC、Vref和Vbg。如果电压高于他们的门槛，监管者开始工作。VCC（UVLO）上也存在滞后现象。

振荡器和同步

图5显示了振荡器电路的框图。时钟发生器提供内部固定在500千赫。移频器块在强的情况下起到降低开关频率的作用过电流或短路。时钟信号随后用于内部逻辑电路斜坡发生器和同步块的输入。斜坡发生器电路提供锯齿波信号，用于实现PWM控制内部电压前馈，同步电路产生同步信号。事实上，该设备有一个同步管脚，可以同时。作为主机同步外部设备的内部开关频率。作为从机通过外部信号同步。

特别是将两个器件连接在一起，其中一个器件的开关频率较低要同步设备，同步管脚必须从低电平传输到高于占空比在10%到也取决于振幅和频率。同步信号的频率必须至少高于内部设备的开关频率（500 kHz）。

电流保护

L5973AD有两个限流保护，逐脉冲和频率折叠。逐脉冲保护的电流限制电路示意图如所示图6。输出功率PDMOS晶体管被分成两个并联的PDMOS。最小的有一个串联电阻器，RSENSE。电流通过Rsense感应，如果到达阈值，后视镜不平衡，PDMOS关闭，直到下一个下降沿内部时钟脉冲。由于接通时间的减少，输出电压降低。因为最短接通时间（避免虚假过电流信号所必需的）不是足以在500 kHz时获得足够低的占空比，输出电流为过电流或短路情况，可能再次增加。因为这个原因频率也降低了，因此保持电感电流在其最大阈值以下。移频器（见图5）取决于反馈电压。作为反馈电压降低（由于占空比减小），开关频率也降低。

误差放大器

电压误差放大器是环路调节的核心。这是一个跨导非逆变输入连接到内部电压的运算放大器参考电压（1.235V），当反向输入（FB）连接到外部分频器或直接到输出电压。输出（COMP）连接到外部补偿网络。无补偿误差放大器具有以下特性：

误差放大器输出与振荡器锯齿波进行比较，以实现PWM控制

PWM比较器和功率级

此块比较振荡器锯齿波和误差放大器输出信号为驱动级生成PWM信号。功率级是一个非常关键的环节因为它必须保证PDMOS的正确开关。打开功率元件，或者更确切地说，电流在接通时的上升时间，是一个非常关键的参数妥协。在第一种方法中，看起来上涨时间越快，扭亏率就越低。但是再循环二极管的恢复时间有一个限制。事实上当功率元件的电流等于电感电流，二极管关断，漏极权力是可以自由发挥的。但在其恢复时间内，二极管可被视为高值电容器，这产生一个非常高的峰值电流，负责许多问题：

由于板寄生。开启过电流，导致效率和系统可靠性下降。EMI问题大。续流二极管寿命更短。关断期间的电流下降时间也很关键。事实上，它产生电压尖峰（由于电路板的寄生元件）会增加PDMOS。为了减少这些问题，我们采用了一种新的驱动电路拓扑结构其框图如图7所示。其基本思想是改变用于打开和关闭电源开关的电流水平，根据PDMOS状态和门箝位状态。这种电路允许快速关闭和打开电源开关，并管理上述各项与续流二极管恢复时间问题有关的问题。为了避免内部开关的Vgs高于Vgsmax公司。开/关控制块可避免电源线之间的任何交叉传导和地面。

抑制功能

禁止功能允许将设备置于待机模式。INH引脚高于2.2 V该装置被禁用，功耗降低到100μA以下引脚低于0.8 V，设备启用。如果INH引脚保持浮动，则内部上拉确保引脚上的电压达到抑制阈值，并且设备被禁用。该引脚也兼容Vcc。

热关机

如果温度低于芯片高于固定的内部阈值（150°C）。的传感元件芯片非常接近PDMOS区域，因此确保了准确和快速的温度检测。大约20°C的迟滞可避免设备的开启和关闭连续不断地

附加功能和保护

反馈断开

在反馈断开的情况下，占空比比允许的最大值增加值，使输出电压接近输入电源。这种情况会破坏装载。为了避免这种危险情况，如果反馈引脚仍然存在，则关闭设备浮动。

输出过压保护

过电压保护，OVP，是通过一个内部比较器来实现的，它的输入是连接到反馈，当OVP阈值为达到。该阈值通常比反馈电压高30%。当要求分压器调节输出电压时（参见测试应用电路），OVP干预将设置为：

式中，R1是连接在输出电压和反馈引脚之间的电阻器，而R2在反馈针脚和接地之间。

空载

由于内部电源是一个PDMOS，因此不需要bootstrap电容因此，该装置在输出端无负载的情况下也能正常工作。在这种情况下它可以工作突发模式，具有随机的突发重复率。

应用电路

图8所示为演示板应用电路，其中输入电源电压，由于输入电容器和输出电压从1.235V可调至VCC。

请参阅L5973AD应用说明（AN1723）以获取更多信息、详细信息和更多的应用理念。

L5973AD属于L597x系列。

相关零件号为：

L5970D:1.5 A（Isw），250 kHz降压DC-DC转换器，SO8

L5972D:2 A（Isw），250 kHz降压DC-DC转换器，SO8

L5973D:2.5 A（Isw），HSOP8中的250 kHz降压DC-DC转换器

如果需要更高的电流，最近的DC-DC转换器系列是L497x。