電流模式控制PWM

開關(guān)頻率高達(dá)1MHz

啟動電流低（<120μA）

恒定輸出功率與開關(guān)頻率

適合大電流輸出驅(qū)動

功率MOSFET（1A）

帶雙脈沖抑制的全鎖存PWM邏輯

可編程占空比

100%和50%最大占空比限制

可編程軟啟動

一次過電流故障檢測及重新啟動延時(shí)

帶遲滯的PWM UVLO

輸入/輸出同步

鎖定禁用

電流感應(yīng)內(nèi)部100ns前沿空白

包裝：DIP16和SO16N

說明

這個(gè)主控制器是在BCD60II中開發(fā)的技術(shù)，已經(jīng)被設(shè)計(jì)成使用固定頻率電流模式控制。基于標(biāo)準(zhǔn)電流模式PWM控制裝置，該裝置具有如下特點(diǎn)可編程軟啟動，輸入/輸出同步，禁用（用于過壓保護(hù)和用于電源管理），精確最大負(fù)載循環(huán)控制，100ns前沿消隱開啟電流檢測、逐脈沖電流限制、過電流保護(hù)、軟啟動干預(yù)和控制產(chǎn)量的“恒功率”函數(shù)多同步監(jiān)視器開關(guān)電源。

電氣特性（VCC=15V；Tj=0至105°C；RT=13.3kΩ；CT=1nF除非另有規(guī)定。）

電氣特性（續(xù)）

恒功率函數(shù)

逐脈沖電流限制防止峰值

一次電流超過給定水平。這反過來又限制了輸出的最大功率，換句話說，就是功率轉(zhuǎn)換器的性能。但是能力，取決于開關(guān)頻率：例如一個(gè)不連續(xù)的電流模式反激它們只是比例。在光柵掃描CRT的SMPS中顯示開關(guān)頻率通常與顯示器的光柵線掃描信號，以提高抗擾度。越來越多的時(shí)候，CRT顯示器需要在不同視頻頻率的范圍（例如從31kHz至64 kHz），因此開關(guān)頻率也是如此SMP的數(shù)量將在該范圍內(nèi)變化。在某些故障的情況下，功率吞吐量可能過度而不必絆倒脈沖電流限制電路高工作頻率。為了安全起見，這樣做是可取的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器的功率級（功率MOSFET、變壓器、捕捉二極管），以便能夠承受最大功率吞吐量在故障條件下。然而，這是一個(gè)規(guī)模和成本的不可忽視的增長。克服這個(gè)“恒定”的功能。設(shè)備通過脈沖電流限制電路改變其脈沖閾值，以保持反激變換器的功率容量盡管開關(guān)頻率發(fā)生了變化。這是通過鉗制誤差放大器（VCOMP）的值，該值隨輸入引腳的信號頻率而減小1（同步）建立。所需的頻率電壓轉(zhuǎn)換通過用峰值保持電路檢測（同步）振蕩器的峰值電壓來實(shí)現(xiàn)此功能。只需要一個(gè)外部電容器。重要的是要指出形狀，振幅同步脈沖的持續(xù)時(shí)間為與此技巧無關(guān)。

申請信息

詳細(xì)引腳功能說明

針腳1。同步（輸入/輸出同步）。此功能允許IC振蕩器同步同步（或其他控制器）外部頻率（從）。作為主脈沖，引腳在振蕩器的下降沿傳遞正脈沖（見引腳2）。在從屬操作電路邊緣觸發(fā)。參考如圖21所示。當(dāng)幾個(gè)IC并行工作沒有主從指定需要，因?yàn)樽羁斓囊粋€(gè)自動成為主控。在振蕩器的斜坡上升過程中，引腳由600μa內(nèi)部漏電流發(fā)生器拉低。在下降邊緣，當(dāng)脈沖釋放，600μA下拉開關(guān)斷開。針變成了一個(gè)發(fā)電機(jī)電源容量通常為7毫安（帶電壓仍然高于3.5V）。在圖20中，給出了同步L5993的一些實(shí)際示例。針腳2。RCT（振蕩器）。電阻（RT）和電容器（CT），如圖21所示連接，設(shè)置振蕩器的工作頻率fosc。CT通過RT充電，直到其電壓達(dá)到3V，然后迅速內(nèi)部放電。作為電壓降到1V開始充電再一次。頻率可借助于圖13圖表或考慮近似值關(guān)系：

它與：Td≅30⋅10-9+KT⋅CT（3）Td也是同步脈沖的持續(xù)時(shí)間

在針腳1處，并定義占空比范圍Dx（Dx定義見針腳15和計(jì)算）。但是，如果V15連接到VREF，則系統(tǒng)的開關(guān)頻率為一半fosc公司。如果IC要與外部振蕩器同步，則應(yīng)為fosc選擇RT和CT在任何情況下都低于主頻（通常為10-20%），取決于公差RT和CT。

針腳3。DC（占空比控制）。偏袒這個(gè)針腳電壓在1到3 V之間是可能的將最大占空比設(shè)置在0和上限D(zhuǎn)x（見針腳15）。如果Dmax是所需的最大占空比，則施加在針腳3上的電壓V3為：V3=5-2（2-Dmax）（4）Dmax通過V3和振蕩器斜坡之間的內(nèi)部比較確定（見圖22），因此，如果設(shè)備與外部頻率fext同步（因此振蕩器振幅減小），（4）變?yōu)椋?/p>

低于1V的電壓將抑制驅(qū)動器輸出舞臺。這可用于非鎖定設(shè)備禁用，例如在過電壓保護(hù)的情況下（見應(yīng)用理念）。如果不需要限制最大占空比（即DMAX=DX），則銷必須保持浮動。內(nèi)部上拉（見圖22）可使電壓保持在3V以上。如果插腳拾取噪聲（例如。在ESD測試期間），它可以連接到VREF通過4.7kΩ電阻器。針腳4。VREF（參考電壓）。設(shè)備是提供精確的電壓基準(zhǔn)（5V±1.5%）能夠向外部傳輸一些毫安電路。小型薄膜電容器（0.1μF典型值），連接在該引腳和SGND之間，建議確保發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性并防止影響參考的噪聲。在設(shè)備開啟之前，這個(gè)引腳有一個(gè)漏電流容量為0.5mA。

針腳5。VFB（誤差放大器反向輸入）。這個(gè)反饋信號應(yīng)用于該引腳，并與E/A內(nèi)部參考（2.5V）比較。這個(gè)E/A輸出產(chǎn)生控制電壓

修正占空比。E/A采用高增益帶寬產(chǎn)品，這樣可以拓寬整體控制回路，高轉(zhuǎn)換率和電流可容性，改善其大信號特性。通常，穩(wěn)定整個(gè)控制回路的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)連接在該引腳和COMP（引腳6）之間。

針腳6。COMP（誤差放大器輸出）。通常，此引腳用于頻率補(bǔ)償和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接在這兩者之間

引腳和VFB（引腳5）。自L5993以來，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)不可能接地E/A是電壓模式放大器（低輸出阻抗）。關(guān)于補(bǔ)償技術(shù)的一些測試，請參見應(yīng)用思路。

針腳7。SS（軟啟動）。在設(shè)備啟動時(shí)，連接在該引腳和SGND（引腳12）由內(nèi)部電流充電發(fā)電機(jī)在這期間，大約7伏斜坡，E/A輸出被電壓鉗制通過Css本身，允許線性上升，從零開始，直到控制回路給出的穩(wěn)態(tài)值。E/A夾緊期間的最長間隔時(shí)間，參考軟啟動時(shí)間約為：

式中，Rsense是電流感應(yīng)電阻器（參見針腳13） IQpk是開關(guān)峰值電流（流動通過Rsense），這取決于輸出裝載。通常，對于TSS，CSS的選擇通常是毫秒級。

如前所述，軟啟動介入也可用于嚴(yán)重過載或短路接通輸出。參照圖23，逐個(gè)脈沖電流限制在某種程度上是有效的只要可以減少電源開關(guān)的接通時(shí)間（從A到B）。最短接通時(shí)間后達(dá)到（從B開始）電流用完控制。為了防止這種風(fēng)險(xiǎn)，比較器觸發(fā)過電流處理程序，稱為“hiccup”模式當(dāng)電壓高于1.2V（C點(diǎn)）時(shí)檢測到電流檢測輸入（ISEN，針腳13）。基本上，IC關(guān)閉，然后軟啟動只要檢測到故障狀態(tài)。結(jié)果，操作點(diǎn)突然移到D，創(chuàng)建折疊效果。圖24示出了操作。出現(xiàn)在軟件上的振蕩頻率

永久性故障時(shí)啟動電容器，參考至為“打嗝”期，近似由以下公式得出：

由于系統(tǒng)會嘗試重新啟動每個(gè)故障周期，因此不存在任何閂鎖風(fēng)險(xiǎn)。“打嗝”使系統(tǒng)處于控制狀態(tài)，以防短路，但不能消除脈沖限制（從A到C）期間功率元件的應(yīng)力過大。如果能更好地控制過載，則需要其他外部保護(hù)電路必修的。

針腳8。VCC（控制器電源）。這個(gè)針提供集成電路的信號部分。設(shè)備啟用為VCC電壓超過啟動閾值和只要電壓高于UVLO就可以工作門檻。否則，設(shè)備將關(guān)閉并電流消耗極低（<150μA）。這對于減少啟動電路的消耗（在模擬情況下，只有一個(gè)電阻器），它是對功率損耗最重要的貢獻(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)換器輕載時(shí)。內(nèi)部齊納器將VCC上的電壓限制為25V。如果超過此限值，IC電流消耗將顯著增加。這個(gè)引腳和SGND之間的一個(gè)小的薄膜電容器（針腳12）盡可能靠近IC建議過濾高頻噪聲。

針腳9。VC（功率級供電）。It供應(yīng)外部開關(guān)的驅(qū)動器，因此ab吸收脈沖電流。因此，建議放置一個(gè)緩沖電容器（朝向PGND，針腳11，盡可能靠近IC）能夠維持為了避免這些電流脈沖引起騷動。這個(gè)引腳可以連接到緩沖電容器直接或通過電阻器，如圖25所示，分別控制開關(guān)MOS開關(guān)的外部速度。導(dǎo)通時(shí)，柵極電阻為Rg+Rg’，At關(guān)閉僅限于Rg。

針腳10。輸出（驅(qū)動器輸出）。該引腳是外部電源驅(qū)動級的輸出開關(guān)。通常，這將是一個(gè)功率mos，al ，盡管驅(qū)動器的功率足夠驅(qū)動BJT（1.6A源，2A匯，峰值）。驅(qū)動器由圖騰桿和高側(cè)NPN達(dá)林頓和低側(cè)VDMOS組成，因此不需要外部二極管鉗位防止電壓低于地面。內(nèi)部鉗位限制了傳輸?shù)綎艠O電壓為13V。因此可以提供具有更高電壓的驅(qū)動器（引腳9），無任何風(fēng)險(xiǎn)外部MOS柵氧化層的損傷。鉗位不會導(dǎo)致芯片內(nèi)部的功耗增加，因?yàn)殚T電荷的電流峰值出現(xiàn)在柵極電壓是幾伏，而鉗位不是積極的。而且，當(dāng)閘極電壓為13V，穩(wěn)態(tài)。

在圖26）中，為了確保外部MOS不能打開acciden  tally。這種電路的特點(diǎn)是能夠保持相同的接收器容量（通常為20mA@1V）從VCC=0V到啟動閾值。當(dāng)超過閾值時(shí)，L5993開始工作，VREFOK被拉高（參考圖。26）電路失效。然后可以省略“放氣”電阻器（連接在門和源之間（MOS）通常用來防止不受歡迎的外部MOS的接通是因?yàn)橐恍┬孤╇娏鳌?/p>

針腳11。PGND（電源接地）。電流回路在排出外部閘門的過程中MOS通過這個(gè)引腳閉合。這個(gè)循環(huán)應(yīng)該盡可能短，以減少電磁干擾和運(yùn)行與信號電流回路分開。

針腳12。SGND（信號接地）。這個(gè)接地是指集成電路的控制電路，因此所有相關(guān)外部部件的接地連接要控制功能，必須引出這個(gè)引腳。鋪設(shè)中在PCB外，必須注意防止從流經(jīng)SGND路徑。

針腳13。ISEN（當(dāng)前感覺）。這個(gè)別針連接到電流感應(yīng)的“熱”引線上電阻Rsense（另一個(gè)接地），至得到一個(gè)電壓斜坡，它是開關(guān)電流（IQ）的圖像。當(dāng)電壓相等時(shí)：

開關(guān)的導(dǎo)電終止。

為了提高抗擾度，一個(gè)“領(lǐng)先優(yōu)勢大約100ns的“消隱”在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)為如圖27所示。因此，平滑這個(gè)引腳和Rsense之間的RC濾波器可以重新移動，或者至少可以大大減少。針腳14。DIS（設(shè)備禁用）。當(dāng)電壓當(dāng)針腳14上升到2.5V以上時(shí)，IC關(guān)閉需要拉VCC（IC電源電壓，引腳8）低于UVLO閾值，以允許設(shè)備重新啟動。引腳可由外部邏輯信號驅(qū)動在電源管理的情況下，如圖。28也可以實(shí)現(xiàn)過電壓保護(hù)，如“應(yīng)用”一節(jié)所示如果使用的話，用一個(gè)濾波器電容器將這個(gè)引腳接地，以避免由于噪音尖峰。如果沒有，則必須連接到中士。針腳15。DC-LIM（最大占空比限制）。這個(gè)占空比范圍的上限D(zhuǎn)x取決于施加在該引腳上的電壓。差不多，

如果DC-LIM接地或保持浮動。相反，將DC-LIM連接至VREF（半占空比操作），Dx將設(shè)置為：

開關(guān)頻率將減半

對于振蕩器，因?yàn)閮?nèi)部T觸發(fā)器（參見方框圖，圖1）被激活。圖29示出了操作。半占空比選項(xiàng)加速定時(shí)電容器CT的放電（為了占空比盡可能接近50%），因此振蕩器頻率-相同的RT和CT-將略高。頻率減半可以用來減少在所有那些必須符合有關(guān)能源消耗的要求（如顯示器，見“應(yīng)用想法”）。

針腳16。C-功率（恒功率函數(shù)）。連接在這個(gè)引腳之間的外部電容器SGND完成峰值保持電路檢測同步os  cillator的峰值電壓。電路得到一個(gè)直流電壓（隨著同步頻率的增加引腳1（同步）上升）用于鉗制誤差放大器輸出（VCOMP），如圖30的詳細(xì)內(nèi)部示意圖所示。這樣，逐脈沖設(shè)定點(diǎn)被移動頻率上升時(shí)向下（反之亦然）由于47kΩ的放電電阻，頻率降低，因此，負(fù)載的最大功率保持不變。外部電容器必須足夠大在引腳上得到一個(gè)真正的直流電壓。考慮到內(nèi)部47kΩ電阻器的最小擴(kuò)展電容值（CCP）需要小于疊加在直流電壓上的1%紋波為：式中，ƒmin（Hz）是最小同步頻率。

不使用此功能時(shí)，針腳16必須直接連接到針腳4。考慮到變壓器，電路通常在沒有任何調(diào)整。不管怎樣改變開關(guān)頻率和/或電源電壓的最大功率限制可以通過修改以下一項(xiàng)或多項(xiàng)來最小化

參數(shù)：

-初級電感；

-變壓器匝數(shù)比；

-振蕩器自由運(yùn)行頻率；

-感應(yīng)電阻器。

需要一個(gè)試驗(yàn)過程，包括更容易修改的參數(shù)。事實(shí)上，對于特定的上述參數(shù)與de的組合取決于電源電壓范圍和同步頻率范圍。

可通過以下方式實(shí)現(xiàn)額外的“微調(diào)”在電流感應(yīng)引腳（13，ISEN）。對于廣泛的電源應(yīng)用來說，這是無論如何建議補(bǔ)償電流檢測路徑的傳播路徑（PWM比較器+閂鎖+驅(qū)動器），電路如圖41“應(yīng)用理念”部分所示。

布局提示

一般來說，正確的電路板布局是對正確操作至關(guān)重要，但并非易事。小心放置組件，正確布線，適當(dāng)?shù)嫩E線寬度，如果高電壓，符合隔離距離主要問題。L5993通過將兩個(gè)引腳用于單獨(dú)的電流偏壓（SGND）和開關(guān)驅(qū)動電流的返回（PGND）這件事很復(fù)雜，這里只會提醒幾個(gè)重要的問題。

（1） 返回所有電源信號

（接地、屏蔽等）應(yīng)單獨(dú)布線，且應(yīng)僅在單個(gè)接地點(diǎn)。

（2） 噪聲耦合可以通過最小化電流環(huán)所限定的區(qū)域。這個(gè)特別適用于高脈沖回路水流。

（3） 對于高電流路徑，應(yīng)在PCB的另一側(cè)可能：這將降低兩個(gè)阻力以及線路的感應(yīng)。

（4） 磁場輻射（和雜散電感）可以通過保留所有痕跡來減少開關(guān)電流盡可能短。

（5） 一般來說，攜帶信號電流的軌跡應(yīng)遠(yuǎn)離攜帶脈沖電流或電壓快速擺動的痕跡。從這種觀點(diǎn)，應(yīng)該特別小心高阻抗點(diǎn)（電流感應(yīng)輸入、反饋輸入等）。可能是個(gè)好主意在PCB一側(cè)和另一邊有電源痕跡。

（6） 對一些重要的電路的點(diǎn)，例如參考電壓，IC的電源引腳等。

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