有源嵌位PWM控制器LM5025原理及应用

时间:2012-03-15来源:网络
4.工作原理

4.1 高压启动稳压器

  LM5025内部有一个高电压启动稳压器,允许VIN直接连接输入电压。稳压器最大输出电流为20mA。VCC端电压达到7.6V,内部5V基准电压建立,控制器开始工作。当VCC低于6.2V或在输入欠压锁定状态时,控制器关断。在典型应用中,辅助绕组通过二极管连接到VCC端,该绕组必须使VCC电压高于8V,以关断内部启动稳压器。用辅助绕组给VCC供电,不仅提高了效率,而且降低了控制器的损耗。

  VCC端的外接电容必须保证在启动时,VCC电压不低于6.2V。在故障状态时,辅助绕组无输出。将VCC和VIN端连接在一起,通过外部偏置电压供电,就可用外部启动稳压器代替内部启动稳压器。

4.2 输入欠压保护

  LM5025内置输入欠压锁定电路。在VIN和GND之间外接分压电阻,可设定变换器的工作范围。分压电阻必须确保当VIN在工作范围内时,UVLO的电压值大于2.5V。如果VIN低于欠压门限,控制器的所有功能将关断,并进入低功耗待机状态。UVLO的滞环通过内部20uA电流源实现。UVLO端也可以用来实现外部关断,将UVLO端的电压拉至小于2.5V的门限时,变换器关断。

4.3 PWM输出

  在实际应用中,可以设定主驱动输出(OUT_A)和有源钳位驱动输出(OUT_B)的相位关系。如果有源钳位用以地为参考的P沟道钳位开关,这两个驱动同相,有源钳位驱动和主驱动重叠。如果有源钳位用高边N沟道钳位开关,这两个驱动反相,两者的驱动脉冲有死区(如图2所示)。LM5025可以通过连接在控制器TIME端的电阻精确设定驱动输出的死区时间或重叠时间。该电阻接REF控制死区时间,接GND控制重叠时间。芯片内部检测电阻连接方式,确定主驱动和有源钳位驱动的相位关系。重叠/死区时间可由下式计算:


4.4 伏·秒积钳位

  伏·秒积钳位比较器将斜坡信号同2.5V的基准电压比较。适当选择RFF和CFF,设定主开关最大导通时间。因为在钳位门限固定在2.5V时,连接在VIN端的电阻给RAMP端的电容充电,伏·秒积钳位设定的导通时间随输入电压反比变化。下面举例说明伏·秒积钳位比较器的应用:在200kHz,48V输入时,达到50%占空比钳位需要2.5us导通时间。此时的伏秒积为:

120V×us(48V×2.5us)


  CFF和RFF的计算公式为:

RFF×CFF=VIN×TON/2.5V


  选CFF=470pF,RFF=102KΩ(建议CFF值的范围在100pF~1000pF之间)。

  内部放电开关由时钟或伏·秒积比较器控制,在每一个周期末对CFF斜坡电容放电。

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关键词: 有源钳位PWM控制器 电压模式

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