特征

0.7A直流輸出電流

2.9 V至18 V輸入電壓

輸出電壓可從0.6 V調(diào)節(jié)

250 kHz開(kāi)關(guān)頻率，可編程高達(dá)1 MHz

內(nèi)部軟啟動(dòng)和抑制

低壓差運(yùn)行：100%占空比

電壓前饋

空載電流運(yùn)行

過(guò)流和熱保護(hù)

VFQFPN8 3 x 3 mm包裝

應(yīng)用

消費(fèi)者：機(jī)頂盒、DVD、DVD刻錄機(jī)、汽車(chē)音頻、液晶電視和顯示器

工業(yè)：充電器、PLD、PLA、FPGA

聯(lián)網(wǎng)：XDSL、調(diào)制解調(diào)器、DC-DC模塊

計(jì)算機(jī)：光盤(pán)存儲(chǔ)、硬盤(pán)，打印機(jī)、聲卡/顯卡

LED驅(qū)動(dòng)

說(shuō)明

L5980是降壓開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器最小嵌入功率AMOSFET，因此它能夠提供超過(guò)0.7A的電流負(fù)載的直流電流取決于應(yīng)用條件。輸入電壓范圍從2.9伏到18伏，而輸出電壓可以從0.6 V至VIN。最小輸入電壓為2.9V，該裝置也適用于3.3V母線。需要最少的外部組件，該裝置包括一個(gè)內(nèi)部250 kHz開(kāi)關(guān)外部頻率振蕩器調(diào)整到1兆赫。帶外露墊的FVQFPN包允許減少到大約60°C/W。

電氣特性

1.在-40至+125°C的溫度范圍內(nèi)，參考TJ的規(guī)范。溫度范圍為-40至+125°C的規(guī)范為通過(guò)設(shè)計(jì)、表征和統(tǒng)計(jì)相關(guān)性來(lái)保證。

2.設(shè)計(jì)保證。

功能描述

L5980基于“恒頻控制模式”。輸出電壓VOUT由反饋引腳（FB）與提供一種誤差信號(hào)，與固定頻率的鋸齒波相比，它控制電源開(kāi)關(guān)。主要的內(nèi)部模塊如圖3中的框圖所示。他們是：一種全集成振蕩器，提供鋸齒波來(lái)調(diào)節(jié)占空比和同步信號(hào)。其開(kāi)關(guān)頻率可通過(guò)外部和外部調(diào)節(jié)電阻器。實(shí)現(xiàn)了電壓和頻率的前饋。z軟啟動(dòng)電路，以限制啟動(dòng)階段的涌入電流。電壓模式誤差放大器脈沖寬度調(diào)制器和驅(qū)動(dòng)內(nèi)部電路所需的相關(guān)邏輯電路電源開(kāi)關(guān)。嵌入式p溝道功率MOSFET開(kāi)關(guān)的高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)。z峰值電流限制感應(yīng)塊，用于處理過(guò)載和短路情況。z A調(diào)壓器和內(nèi)部基準(zhǔn)。它提供內(nèi)部電路并提供固定內(nèi)部參考。一種電壓監(jiān)測(cè)電路（UVLO），用于檢查輸入和內(nèi)部電壓。熱關(guān)機(jī)塊，防止熱失控。

振蕩器和同步

圖4顯示了振蕩器電路的框圖。內(nèi)部振蕩器提供恒頻時(shí)鐘。其頻率取決于外部連接到FSW的電阻器別針。如果FSW引腳保持浮動(dòng)，則頻率為250 kHz；它可以增加為如圖6所示，由外部電阻器接地。為了提高線路暫態(tài)性能，使PWM增益與輸入保持恒定電壓，電壓前饋是通過(guò)改變鋸齒的斜率來(lái)實(shí)現(xiàn)的根據(jù)輸入電壓的變化（見(jiàn)圖5.a）。如果振蕩器頻率增加外部電阻器。這樣就實(shí)現(xiàn)了頻率前饋（圖5.b），以便使PWM增益與開(kāi)關(guān)頻率保持恒定（PWM增益見(jiàn)第5.4節(jié)表達(dá)式）。在同步管腳上產(chǎn)生同步信號(hào)。此信號(hào)的相移為與時(shí)鐘成180°角。當(dāng)兩個(gè)設(shè)備同步時(shí)，這個(gè)延遲很有用將同步引腳連接在一起。連接同步管腳時(shí)，設(shè)備較高的振蕩器頻率作為主設(shè)備，因此從設(shè)備在頻率上進(jìn)行切換但延遲了半個(gè)周期。這樣可以最大限度地減小電流的均方根值通過(guò)輸入電容器[見(jiàn)L5988D數(shù)據(jù)表]。

該裝置可以同步工作，以更高的頻率饋送外部時(shí)鐘信號(hào)。同步改變鋸齒波振幅，改變脈寬調(diào)制增益（圖5.c）。在研究環(huán)路穩(wěn)定性時(shí)，必須考慮這種變化。為了使PWM增益的變化最小，應(yīng)設(shè)置自由運(yùn)行頻率（使用FSW引腳上的電阻）僅略低于外部時(shí)鐘頻率。這個(gè)預(yù)調(diào)整頻率的變化會(huì)改變鋸齒斜率，以獲得可忽略的截?cái)噤忼X，由于外部同步。

軟啟動(dòng)

軟啟動(dòng)是保證降壓變流器正確、安全啟動(dòng)的關(guān)鍵。它避免了勵(lì)磁涌流沖擊，使輸出電壓?jiǎn)未紊仙＼泦?dòng)是通過(guò)在錯(cuò)誤的非反轉(zhuǎn)輸入（VREF）上的階梯斜坡來(lái)執(zhí)行的放大器。所以輸出電壓轉(zhuǎn)換率為：

其中，SRVREF是非逆變輸入的轉(zhuǎn)換率，而R1和R2是電阻分壓器調(diào)節(jié)輸出電壓（見(jiàn)圖7）。軟啟動(dòng)樓梯包括64個(gè)臺(tái)階從0 V到0.6 V，每個(gè)9.5 mV。一個(gè)步驟的時(shí)基為32個(gè)時(shí)鐘周期。所以軟啟動(dòng)時(shí)間和輸出電壓轉(zhuǎn)換率取決于開(kāi)關(guān)頻率

例如，開(kāi)關(guān)頻率為250 kHz時(shí)，SSTIME為8 ms。

誤差放大與補(bǔ)償

誤差放大器（E/A）提供與鋸齒波比較的誤差信號(hào)執(zhí)行脈沖寬度調(diào)制。它的非逆變輸入在內(nèi)部連接到0.6V電壓基準(zhǔn)，而其逆變輸入（FB）和輸出（COMP）是外部可用的用于反饋和頻率補(bǔ)償。在這個(gè)裝置中，誤差放大器是一個(gè)電壓模運(yùn)算放大器具有高直流增益和低輸出阻抗。無(wú)補(bǔ)償誤差放大器特性如下：

在連續(xù)傳導(dǎo)模式（CCM）中，功率段的傳遞函數(shù)有兩個(gè)由LC濾波器產(chǎn)生的極點(diǎn)和由輸出電容器的ESR產(chǎn)生的零點(diǎn)。不同的根據(jù)輸出的ESR值，可以使用各種補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)電容器。如果輸出電容器引入的零點(diǎn)有助于補(bǔ)償LC濾波器的雙極可采用II型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。否則，類(lèi)型必須使用補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)（有關(guān)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)選擇）。無(wú)論如何，補(bǔ)償循環(huán)的方法是引入零來(lái)獲得一個(gè)安全的相位裕度。

過(guò)電流保護(hù)

L5980實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)感測(cè)流過(guò)功率MOSFET。由于功率MOSFET開(kāi)關(guān)活動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，電流感應(yīng)在傳導(dǎo)時(shí)間的初始階段被禁用。這樣可以避免錯(cuò)誤地檢測(cè)到故障狀態(tài)。這個(gè)間隔通常被稱(chēng)為“掩蔽時(shí)間”或“空白時(shí)間”。掩蔽時(shí)間約為200ns。當(dāng)檢測(cè)到過(guò)電流時(shí)，根據(jù)操作條件。

1.輸出電壓調(diào)節(jié)。當(dāng)檢測(cè)到過(guò)電流時(shí)，功率MOSFET關(guān)閉和內(nèi)部參考（VREF），這將使誤差放大器設(shè)置為零，并在軟啟動(dòng)時(shí)間（TSS，2048）內(nèi)保持此狀態(tài)時(shí)鐘周期）。在這段時(shí)間之后，一個(gè)新的軟啟動(dòng)階段發(fā)生，內(nèi)部引用開(kāi)始傾斜（參見(jiàn)圖8.a）。

2.軟啟動(dòng)階段。如果達(dá)到過(guò)電流限制，功率MOSFET關(guān)閉實(shí)現(xiàn)了逐脈沖過(guò)流保護(hù)。在軟啟動(dòng)階段，在過(guò)流情況下，器件可以跳過(guò)脈沖以保持輸出電流常數(shù)等于電流限制。如果在“掩蔽時(shí)間”結(jié)束時(shí)當(dāng)電流高于過(guò)電流閾值時(shí)，功率MOSFET被關(guān)斷會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。如果，在下一次“掩蔽時(shí)間”結(jié)束時(shí)電流仍高于閾值，裝置將跳過(guò)兩個(gè)脈沖。這個(gè)這種機(jī)制是重復(fù)的，設(shè)備可以跳過(guò)多達(dá)7個(gè)脈沖。如果在最后在“屏蔽時(shí)間”中，電流低于過(guò)電流閾值的數(shù)量跳過(guò)的周期減少一個(gè)單位。在軟啟動(dòng)階段結(jié)束時(shí)，輸出電壓處于調(diào)節(jié)狀態(tài)，如果過(guò)電流持續(xù)存在，則會(huì)出現(xiàn)上述行為發(fā)生了。（見(jiàn)圖8.b）因此，過(guò)電流保護(hù)可以概括為在軟啟動(dòng)階段，輸出處于調(diào)節(jié)狀態(tài)，電流恒定。如果輸出是輸出電壓調(diào)節(jié)時(shí)對(duì)地短路，過(guò)電流觸發(fā)該設(shè)備在“打嗝”（電源）之間以2048個(gè)時(shí)鐘周期開(kāi)始循環(huán)MOSFET關(guān)斷，對(duì)負(fù)載無(wú)電流）和“恒流”，具有非常短的接通時(shí)間和開(kāi)關(guān)頻率降低（高達(dá)正常開(kāi)關(guān)頻率的八分之一）。看到了嗎圖30。短路行為。

抑制功能

禁止功能允許將設(shè)備。帶INH引腳高于1.9 V該裝置被禁用，功耗降低到30μA以下引腳低于0.6 V，設(shè)備啟用。如果INH引腳保持浮動(dòng)，則內(nèi)部上拉確保引腳上的電壓達(dá)到抑制閾值，并且設(shè)備被禁用。該引腳也兼容VCC。

滯后熱關(guān)機(jī)

熱關(guān)機(jī)模塊會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)會(huì)關(guān)閉連接處的功率級(jí)溫度超過(guò)150°C。一旦結(jié)溫回到130°C左右，設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)重新啟動(dòng)。傳感元件非常靠近PDMOS因此，確保了準(zhǔn)確和快速的溫度檢測(cè)。

申請(qǐng)信息

輸入電容器選擇

連接到輸入端的電容器必須能夠支持最大輸入設(shè)備所需的工作電壓和最大均方根輸入電流。輸入電容器受到脈沖電流的影響，其均方根值在其ESR上消散，影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。所以輸入電容器的電流額定值必須高于最大有效值輸入電流和ESR值符合預(yù)期效率。流經(jīng)電容器的最大有效值輸入電流可計(jì)算為：

式中，Io為最大直流輸出電流，D為占空比，η為效率。考慮到η=1，該函數(shù)在D=0.5時(shí)有一個(gè)最大值，它等于Io/2。在特定應(yīng)用中，必須考慮可能的占空比范圍，以便找出最大均方根輸入電流。最大和最小占空比可以是計(jì)算公式：

其中，VF是續(xù)流二極管上的正向電壓，VSW是通過(guò)的電壓降內(nèi)部PDMOS。在表6中。適用于該裝置的多層陶瓷電容器報(bào)告

感應(yīng)器選擇

電感值固定流過(guò)輸出電容器的電流紋波。所以必須選擇最小電感值以獲得預(yù)期的電流紋波。固定電流紋波值的規(guī)則是使紋波在輸出電流的20%-40%。電感值可按下式計(jì)算：

式中，TON為內(nèi)部高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，TOFF為導(dǎo)通時(shí)間外部二極管的時(shí)間（在CCM中，F(xiàn)SW=1/（TON+TOFF））。最大電流紋波，在固定Vout在最大TOFF（最小占空比）下獲得（見(jiàn)上一節(jié)計(jì)算最低關(guān)稅）。因此，將ΔIL=最大輸出電流的20%至40%，則最小電感值可計(jì)算：

其中FSW是開(kāi)關(guān)頻率，1/（TON+TOFF）。

例如，VOUT=3.3 V，VIN=12 V，IO=0.7 A，F(xiàn)SW=250 kHz，最小值ΔIL=30%IO的電感值約為45μH。峰值電流由電感器給出：

因此，如果電感器值減小，峰值電流（必須低于電流設(shè)備限制）增加。電感值越高，平均值越高在沒(méi)有達(dá)到電流限制的情況下可以輸出的電流。下表列出了一些電感器零件號(hào)。

電容器輸出選擇

電容器中的電流呈三角形波形，產(chǎn)生電壓紋波穿過(guò)它。這種紋波是由電容元件（輸出的充放電）引起的電容器）和電阻元件（由于ESR上的電壓降）。所以必須選擇輸出電容器以使電壓紋波符合應(yīng)用要求。電壓紋波的數(shù)量可以從獲得的電流紋波開(kāi)始計(jì)算由感應(yīng)器選擇。

如果阻性元件的紋波通常比電容性元件高得多所采用的輸出電容器不是ESR很低的多層陶瓷電容器（MLCC）價(jià)值觀。輸出電容器對(duì)環(huán)路穩(wěn)定性也很重要：它固定了雙LC濾波器極和零是由于它的ESR。第5章將說(shuō)明如何考慮其效力系統(tǒng)穩(wěn)定性。例如，當(dāng)VOUT=3.3V，VIN=12V，ΔIL=0.21A（由電感器值產(chǎn)生），in為了使ΔVOUT=0.01·VOUT，如果采用多層電容器，則為10μF可以忽略ESR對(duì)輸出電壓紋波的影響。如果沒(méi)有可忽略的ESR（電解或鉭電容器），電容器的選擇考慮計(jì)算其ESR值。因此，在ESR=40 mΩ的100μF的情況下壓降占主導(dǎo)，電壓紋波為8.4mv輸出電容器對(duì)于負(fù)載瞬態(tài)時(shí)維持輸出電壓也很重要負(fù)載要求具有高的回轉(zhuǎn)率。當(dāng)負(fù)載瞬態(tài)轉(zhuǎn)換率超過(guò)系統(tǒng)帶寬輸出電容器為負(fù)載提供電流。所以如果高回轉(zhuǎn)速率負(fù)載瞬態(tài)是應(yīng)用場(chǎng)合要求的輸出電容和系統(tǒng)帶寬必須選擇以維持負(fù)載瞬態(tài)。下表列出了一些電容器系列。

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