特征

軟開關(guān)互補(bǔ)PWM控制

可編程死區(qū)半橋

工作頻率高達(dá)500 kHz

車載高壓啟動(dòng)

先進(jìn)的輕載管理

自適應(yīng)UVLO

逐脈沖OCP

OLP（鎖定或自動(dòng)重啟）

變壓器飽和檢測(cè)

與PFC控制器的接口

閉鎖禁用輸入

通電順序或斷電輸入

保護(hù)

可編程軟啟動(dòng)

4%精度外部參考

600 V形軌兼容高壓側(cè)閘門驅(qū)動(dòng)器

集成自舉二極管和高dV/dt

免疫

SO16N包

應(yīng)用

大功率AC-DC適配器/充電器

臺(tái)式PC，入門級(jí)服務(wù)器

電信SMPS

設(shè)備說明

L6591是一種專用于軟開關(guān)半橋的雙端PWM控制器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它提供互補(bǔ)的PWM控制，其中高壓側(cè)開關(guān)被驅(qū)動(dòng)對(duì)于占空比D和占空比1-D的低壓側(cè)開關(guān)，D為50%。外部在一個(gè)開關(guān)關(guān)閉和另一個(gè)保證軟開關(guān)和高頻操作。為了用自舉方法驅(qū)動(dòng)高壓側(cè)開關(guān)，集成電路包含一個(gè)高壓浮式結(jié)構(gòu)能夠承受600伏以上的同步驅(qū)動(dòng)高壓替代外部快速恢復(fù)引導(dǎo)二極管的DMO。IC使設(shè)計(jì)者能夠通過外部可編程振蕩器：最大占空比由T觸發(fā)器，這樣工作頻率將是振蕩器的一半。在非常輕的負(fù)載下，集成電路進(jìn)入受控的突發(fā)模式操作，與內(nèi)置的無耗散高壓啟動(dòng)電路和低靜態(tài)電流，有助于保持低電源消耗量，符合節(jié)能建議。使兩級(jí)功率因數(shù)校正系統(tǒng)符合這些標(biāo)準(zhǔn)，提供了一個(gè)與PFC控制器的接口，可以在一個(gè)脈沖和下一個(gè)脈沖之間關(guān)閉預(yù)調(diào)節(jié)器。創(chuàng)新的自適應(yīng)UVLO有助于將與輸出負(fù)載的自供電電壓，由于變壓器的寄生。集成電路的保護(hù)功能包括：不鎖存輸入欠壓（brownout），一級(jí)具有延時(shí)停機(jī)功能的OCP，在過載和短路時(shí)保護(hù)系統(tǒng)條件（可以選擇自動(dòng)重啟或閂鎖模式）和第二級(jí)OCP當(dāng)變壓器飽和或其中一個(gè)次級(jí)二極管發(fā)生短路時(shí)，鎖定IC。最后，鎖存禁用功能允許OTP或OVP的簡單實(shí)現(xiàn)。電流傳感輸入引腳可編程軟啟動(dòng)和數(shù)字前沿消隱完成集成電路的設(shè)備。

電氣特性

（TJ=0至105°C，Vcc=15 V，VBOOT=12 V，CHVG=CLVG=1 nF；RT=22 kΩ，CT=330 pF；除非另有規(guī)定）

電氣特性（續(xù)）

（TJ=0至105°C，Vcc=15 V，VBOOT=12 V，CHVG=CLVG=1 nF；RT=22 kΩ，CT=330 pF；除非另有規(guī)定）

電氣特性（續(xù)）

（TJ=0至105°C，Vcc=15 V，VBOOT=12 V，CHVG=CLVG=1 nF；RT=22 kΩ，CT=330 pF；除非另有規(guī)定）

1.互相跟蹤時(shí)的參數(shù)

2.互相跟蹤時(shí)的參數(shù)

3.設(shè)計(jì)保證參數(shù)

申請(qǐng)信息

L6591是一種先進(jìn)的電流模式PWM控制器，專門用于固定頻率、峰值電流模式控制的ZVS半橋變換器。在這些轉(zhuǎn)換器中，開關(guān)（MOSFET）采用互補(bǔ)占空比控制：高側(cè)MOSFET被驅(qū)動(dòng)對(duì)于占空比D，對(duì)于占空比1-D，低壓側(cè)MOSFET接通，以確保正常工作最大允許占空比必須限制在50%以下。在一個(gè)MOSFET關(guān)斷之間插入一個(gè)外部可編程死區(qū)TD另一個(gè)開關(guān)的開啟保證了軟開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了高頻高效率、低電磁干擾排放。有關(guān)如何編程TD的更多信息，請(qǐng)參閱第19頁第5.6節(jié)：振蕩器和死區(qū)時(shí)間編程。該裝置能夠在不同的模式下工作（圖4），這取決于轉(zhuǎn)換器的

負(fù)載條件：

1.重載時(shí)固定頻率。一種松弛振蕩器，外部可編程電容器和電阻器產(chǎn)生鋸齒并在鋸齒的下降邊緣。在這個(gè)區(qū)域，低側(cè)MOSFET被時(shí)鐘信號(hào)和高側(cè)MOSFET的偶數(shù)脈沖在延遲后被打開；高側(cè)MOSFET關(guān)閉，在延遲之后，低側(cè)MOSFET被關(guān)閉打開以響應(yīng)控制回路。

2.無負(fù)載或負(fù)載很輕的突發(fā)模式控制。當(dāng)負(fù)載非常輕或斷開時(shí)，轉(zhuǎn)換器將進(jìn)入受控的開/關(guān)操作，并具有固定的占空比，當(dāng)一系列的開關(guān)周期被長周期隔開時(shí)MOSFET處于關(guān)閉狀態(tài)。然后，負(fù)載降低將轉(zhuǎn)換為一個(gè)頻率降低，甚至可以降低到幾百赫茲，從而使所有與頻率相關(guān)的損耗，使其更容易符合節(jié)能要求規(guī)章制度。由于峰值電流非常低，因此不會(huì)出現(xiàn)可聽噪聲的問題。

高壓啟動(dòng)發(fā)電機(jī)

圖5顯示了高壓啟動(dòng)發(fā)電機(jī)（高壓發(fā)電機(jī)）的內(nèi)部示意圖。它由一個(gè)高壓N溝場效應(yīng)晶體管組成，其柵極由一個(gè)15毫瓦的電阻器偏置，溫度補(bǔ)償電流發(fā)生器與電源相連。參考圖6的時(shí)序圖，第一次向轉(zhuǎn)換器供電時(shí)大容量電容器（Vin）上的電壓逐漸增大，當(dāng)電壓達(dá)到80 V時(shí)，高壓發(fā)電機(jī)可運(yùn)行（高壓電被拉高），并消耗約1毫安。這股水流，由于集成電路的消耗減少，對(duì)連接在管腳之間的旁路電容器充電Vcc（9）接地，使其電壓幾乎線性上升。當(dāng)Vcc電壓達(dá)到啟動(dòng)閾值（13.5 V典型值）時(shí)，IC開始工作，并且高壓發(fā)電機(jī)被斷言為高電平的Vcc_OK信號(hào)切斷。IC由儲(chǔ)存在Vcc電容器中的能量，直到自供電路產(chǎn)生高電壓足夠維持手術(shù)。這個(gè)電路的剩余消耗就是15毫瓦電阻（400伏直流電壓下約為10毫瓦），在相同的條件下，通常要低50-70倍條件，與采用外部下降的標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)電路相比電阻器。

在變頻器斷電時(shí)，一旦輸入電壓如此，系統(tǒng)將失去調(diào)節(jié)低峰值電流或最大占空比限制被觸發(fā)。然后Vcc將下降當(dāng)IC低于UVLO閾值（10.5V典型值）時(shí)，停止IC的活動(dòng)。Vcc_OK信號(hào)當(dāng)Vcc電壓低于約為5 V的閾值Vccrest時(shí)，將取消斷言高壓發(fā)電機(jī)現(xiàn)在可以重新啟動(dòng)，但是，如果Vin<Vinstart，如圖6所示，高壓發(fā)電機(jī)也被取消斷言，高壓發(fā)電機(jī)被禁用。這將阻止轉(zhuǎn)換器的重新啟動(dòng)嘗試并確保在斷電時(shí)輸出電壓單調(diào)衰減。低重啟閾值vcrest確保在短路期間，重新啟動(dòng)嘗試L6591的重復(fù)率非常低，如圖7的時(shí)序圖所示，轉(zhuǎn)換器將以極低的功率吞吐量安全工作。當(dāng)調(diào)用IC以確保真正的閂鎖關(guān)閉。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱“鎖定關(guān)機(jī)”部分。

圖7。顯示短路行為的時(shí)序圖（不銹鋼銷夾持在5 V以下）

空載或非常輕載運(yùn)行

當(dāng)引腳補(bǔ)償處的PWM控制電壓低于1.75 V的閾值時(shí)，IC在高壓側(cè)和低壓側(cè)MOSFET都保持在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)被禁用振蕩器停止，靜態(tài)消耗大大降低，以最小化Vcc電容器放電。由于對(duì)能量的反饋反應(yīng)，控制電壓現(xiàn)在將增加傳輸停止，當(dāng)電壓超過1.82 V時(shí)，IC將重新啟動(dòng)開關(guān)。過了一會(huì)兒，控制電壓將再次下降，以響應(yīng)能量爆發(fā)和停止集成電路。就這樣轉(zhuǎn)換器將以一種幾乎恒定峰值電流的突發(fā)模式工作。進(jìn)一步負(fù)載降低會(huì)導(dǎo)致頻率降低，甚至?xí)档胶苌?00赫茲，從而最大限度地減少所有與頻率相關(guān)的損耗，并使其更易于遵守有節(jié)能法規(guī)。圖8的時(shí)序圖說明了這種情況操作，顯示最重要的信號(hào)。如果有必要降低突發(fā)模式操作的干預(yù)閾值，則可以如圖9所示，在電流感應(yīng)管腳上增加一個(gè)小的直流偏移量。

注：偏移減少了電流信號(hào)的可用動(dòng)態(tài)；因此，值在確定感測(cè)電阻時(shí)，必須考慮到該偏移。

即使在功率因數(shù)校正的情況下也能幫助設(shè)計(jì)者達(dá)到節(jié)能要求在系統(tǒng)中，PFC預(yù)調(diào)節(jié)器先于DC-DC轉(zhuǎn)換器，L6591允許這樣做PFC預(yù)調(diào)節(jié)器可在突發(fā)模式操作期間關(guān)閉，從而消除本階段空載消耗（0.5÷1W）。這不存在合規(guī)性問題，因?yàn)殡姶偶嫒莘ㄒ?guī)中關(guān)于低頻諧波發(fā)射的規(guī)定是指額定負(fù)載，沒有限制變頻器輕載或空載運(yùn)行時(shí)的設(shè)想。為此，L6591提供PFC_STOP（#8）引腳：它是開路集電極輸出，常開，在突發(fā)模式操作期間，當(dāng)IC空閑時(shí)，即被斷言為低。這個(gè)信號(hào)將在外部用于關(guān)閉PFC控制器和預(yù)調(diào)節(jié)器as如圖10所示。當(dāng)L6591處于UVLO時(shí)，引腳保持打開，以使PFC控制器先啟動(dòng)。

PWM控制塊

該裝置專門用于二次反饋。一般來說，在二次側(cè)有一個(gè)TL431側(cè)和光耦，將輸出電壓信息傳輸?shù)揭淮蝹?cè)，穿過隔離柵。PWM控制輸入（引腳7，COMP）被驅(qū)動(dòng)直接由光電晶體管的集電極（發(fā)射極接地）來調(diào)節(jié)占空比循環(huán)。建議在引腳和GND（#11）之間放置一個(gè)小的濾波電容器，如盡量靠近IC降低開關(guān)噪聲的拾取，在輸出端設(shè)置一個(gè)極點(diǎn)來控制傳遞函數(shù)。

PWM比較器、PWM鎖存器和hiccup模式OCP

PWM比較器通過電流檢測(cè)電阻（Rs）和將其與引腳補(bǔ)償（#7）上的電壓導(dǎo)出的編程信號(hào)進(jìn)行比較，確定高壓側(cè)MOSFET關(guān)閉的確切時(shí)間。脈寬調(diào)制閂鎖避免了可能由產(chǎn)生的噪聲（“雙脈沖抑制”）引起的假開關(guān)。第二個(gè)比較器感測(cè)電流感應(yīng)輸入端的電壓并關(guān)閉IC如果引腳處的電壓超過1.5 V，通常會(huì)產(chǎn)生這種異常情況一個(gè)次級(jí)整流器短路或二次繞組短路或飽和變壓器。只要IC供電，這種情況就會(huì)被鎖定；因此如果IC由外部電源供電，需要斷開電源以重新啟動(dòng)集成電路。為了區(qū)分實(shí)際故障和干擾（例如，在ESD試驗(yàn)期間引起的），應(yīng)比較器第一次跳閘時(shí)，保護(hù)電路進(jìn)入“警告狀態(tài)”。如果在下一個(gè)開關(guān)周期比較器未跳閘，假設(shè)存在臨時(shí)干擾保護(hù)邏輯將在空閑狀態(tài)下復(fù)位；如果比較器再次跳閘，則假設(shè)故障，L6591將停止。如果設(shè)備是自供電的，則沒有來自自供電電路的能量，則Vcc電容器上的電壓會(huì)在一段時(shí)間后衰減并超過UVLO閾值，打開門閂。內(nèi)部啟動(dòng)發(fā)電機(jī)仍然關(guān)閉，然后Vcc電壓仍然在Vcc電容器和IC再次充電之前，需要低于其重啟電壓重新啟動(dòng)。最終，上述任何一種故障都會(huì)導(dǎo)致低頻間歇運(yùn)行（Hiccup模式操作），電源電路應(yīng)力極低。圖11的時(shí)序圖說明了這種操作。

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