內(nèi)帶監(jiān)控器的高電壓電流型PWM控制器HV9606應(yīng)用
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HV9606主要應(yīng)用于分布式電路板安裝電源。該器件開關(guān)頻率很高，電源輸出較大功率（20A，3.3V）時(shí)，高頻變壓器的體積很小。該器件工作電壓很低，輸入電流很小。采用該控制器的小功率電源，具有很高的效率，通?？蛇_(dá)到90％以上。
HV9606采用固定頻率電流型控制模式，器件內(nèi)部輸出脈沖占空比被限制在50％以下。利用該器件外加很少元器件，即可組成單端反激、正激和同步正激隔離或不隔離直流變換器。由于工作電壓UDD很低，所以在不隔離變換器中，高頻變壓器可省去升壓繞組。芯片內(nèi)的充電泵可以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)外接N溝道MOSFET所需的柵極電壓，并且不需要箝位。該器件對(duì)通信和網(wǎng)路系統(tǒng)中常出現(xiàn)的250V高壓瞬變具有一定的抗干擾性，符合IEEE802.3動(dòng)力以太計(jì)算機(jī)網(wǎng)和ETR-080 ISDN要求。
振蕩器振蕩頻率可以調(diào)整，并且允許與其他同樣的器件或主控時(shí)鐘有一定的公差。
芯片輸入電流幾乎為零，輸入電壓UIN低于20V時(shí)，達(dá)到起動(dòng)穩(wěn)壓器的起動(dòng)/停機(jī)門限值以前，輸入電流小于6μA。該器件除了由VIN腳供電外，還可由VDD腳供電。在這種條件下，輸入電壓范圍為2.9V—5.5V。
其他的功能有：電流取樣脈沖前沿消隱，可調(diào)整軟起動(dòng)時(shí)間、精密帶隙基準(zhǔn)電壓和監(jiān)控器等。監(jiān)控器可完成微處理器監(jiān)控和復(fù)位。輸入電壓短時(shí)中斷后，監(jiān)控器可以封鎖軟起動(dòng)電路，因而可減小輸出和輸入電容器的容量。
該器件主要應(yīng)用于動(dòng)力以太計(jì)算機(jī)網(wǎng)和VOLP終端設(shè)備電纜調(diào)制解調(diào)器和放大器、ISDN網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備和適配器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、PC機(jī)和個(gè)人電子設(shè)備、通信系統(tǒng)和終端分布式電路板上電源、電池備用供電系統(tǒng)、便攜式電子設(shè)備的電源、汽車和重型設(shè)備等。
2. 引腳功能
HV9606電流型高電壓PWM控制器采用20腳SSOP封裝。引腳排列如圖1所示，各引腳的功能如下：
1腳 VDD：PWM邏輯和模擬電路電源腳。加到VIN腳的輸入電壓超過輸入穩(wěn)壓器的起動(dòng)電壓時(shí)，接在該腳的電容器的額定電壓調(diào)整為2.9V。PWM電路起動(dòng)后，升壓電源將該腳電壓調(diào)整在3.3V或5V。VIN腳接到PGND腳時(shí)，HV9606可由VDD腳供電，該腳電壓范圍為2.9V—5.5V，欠壓封鎖值為2.8V。
2腳 START：該腳與VIN腳之間接入電阻分壓器，設(shè)定起動(dòng)穩(wěn)壓器的起動(dòng)電壓。
3腳 STOP：該腳與VIN腳之間接入電阻分壓器，設(shè)定起動(dòng)穩(wěn)壓器停機(jī)電壓。該腳接SGND腳后，該器件可實(shí)現(xiàn)小功率睡眠狀態(tài)控制功能。
4腳 VIN：該腳為起動(dòng)線性穩(wěn)壓器輸入腳。該腳可承受的輸入電壓范圍為15V—250V。當(dāng)起動(dòng)（START）腳和停機(jī)（STOP）腳電壓高于20V時(shí)，該腳的漏電流小于6μA。
5腳 VREF：該腳輸出精度為1％的基準(zhǔn)電壓?！ ?br style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; "> 6腳 SS：接在該腳的外部電容器的容量決定軟起動(dòng)過程的時(shí)間。當(dāng)監(jiān)控器的STATUS（狀態(tài)）輸出腳為低電平，柵極驅(qū)動(dòng)電源VX2腳為低電平或發(fā)生過流狀態(tài)后，軟起動(dòng)過程開始。輸入電源短時(shí)中斷，但變換器輸出電壓尚未下降到設(shè)定的最低極限值時(shí)，為了使電源系統(tǒng)快速恢復(fù)工作，監(jiān)控器可以封鎖軟起動(dòng)電路，因而不會(huì)出現(xiàn)軟起動(dòng)過程。
7腳 SYNC：該腳接到其他HV9606控制器的SYNC腳，可將系統(tǒng)的工作頻率設(shè)定在各個(gè)振蕩器中最高的振蕩頻率。利用晶體管的開路集電極、MOSFET的開漏邏輯柵極或光電耦合器均可實(shí)現(xiàn)與主控時(shí)鐘同步。主控時(shí)鐘的占空比小于50％。多只HV9606需要同步工作時(shí)，為了消除寄生電容對(duì)電路板的影響，VDD腳應(yīng)接入上拉電阻。該電阻的阻值決定于工作頻率和主控時(shí)鐘的占空比。
8腳 RC：該腳與SGND腳之間應(yīng)接入一只電阻。該電阻決定內(nèi)部定時(shí)電容器的充電電流，從而決定內(nèi)部振蕩器的振蕩頻率。PWM脈沖頻率為振蕩頻率的一半。
9腳 SGND：所有邏輯電路和模擬電路公共接地腳。
10腳 PGND：柵極驅(qū)動(dòng)電路的接地腳。
11腳 CS：電流取樣輸入腳。正常工作中，當(dāng)該腳電壓超過0.5 UREF時(shí)，過流保護(hù)電路工作，應(yīng)當(dāng)說明，為了防止因開關(guān)管MOSFET導(dǎo)通瞬間的電流過大而使過流保護(hù)電路誤動(dòng)作，在MOSFET開通的前85nS內(nèi)，不采樣電流。回路控制峰值工作電流取樣電壓可以設(shè)定在0.5UREF以下的任意數(shù)值。
12腳 GATE：推挽式CMOS輸出腳。該腳輸出電壓用于驅(qū)動(dòng)外接N溝道功率MOSFET的柵極。
13腳 VX2：柵極驅(qū)動(dòng)電路的電源腳。該腳電壓是UDD的二倍，它是由充電泵二倍壓電路產(chǎn)生的。
14腳和15腳 CA和CB：充電泵外接電容器腳。在這兩腳之間接入0.01μF電容器,可在VX2腳產(chǎn)生兩倍于UDD的電壓。
16腳 NI：誤差放大器高阻抗同相輸入腳。
17腳 COMP：誤差放大器輸出腳。
18腳 FB：誤差放大器高阻抗反相輸入腳。
19腳 SENSE：監(jiān)控器的輸入腳。該腳輸入電壓上升時(shí)，監(jiān)控器狀態(tài)改變?yōu)?.85UREF+0.075V。該腳輸入電壓下降時(shí),監(jiān)控器狀態(tài)改變?yōu)?.85UREF -0.075V。
20 腳 STATUS：監(jiān)控器輸入腳。當(dāng)取樣輸入電壓為高電平時(shí)，該輸出通過10μA電流源拉高到UDD，同時(shí)關(guān)斷軟啟動(dòng)電路。當(dāng)取樣輸入電壓為低電平時(shí)，該輸出腳變?yōu)榈碗娖剑撾娖娇芍苯涌刂莆⑻幚砥鲝?fù)位，也可用于驅(qū)動(dòng)光電耦合器或LED指示器。
3. 基本工作原理
HV9606電流型PWM控制器主要由：可調(diào)起動(dòng)停機(jī)控制電路、起動(dòng)穩(wěn)壓器、VDD欠壓封鎖電路、振蕩器、同步電路、二倍壓電路、VX2欠壓封鎖電路、帶隙基準(zhǔn)電壓源、電流取樣和限流電路、誤差放大器、軟起動(dòng)控制電路、PWM電路、監(jiān)控器等部分組成，如圖2所示。
3.1 起動(dòng)穩(wěn)壓器
當(dāng)VIN腳電壓為20V時(shí)，起動(dòng)穩(wěn)壓器被起動(dòng)/停機(jī)電路封鎖，VIN腳漏電流為6μA。當(dāng)有效輸入電壓超過可調(diào)的起動(dòng)電壓時(shí)，起動(dòng)穩(wěn)壓器正常工作，并且在VDD腳產(chǎn)生2.9V額定電壓。該電壓是HV9606內(nèi)部除起動(dòng)/停機(jī)電路外所有電路的電源電壓。穩(wěn)壓器輸入電壓可高達(dá)250V。該電壓是電話線最高保護(hù)電壓。由于該穩(wěn)壓器能夠承受很高的電壓，所以HV9606可用于有140Vrms市電供電的設(shè)備中。該穩(wěn)壓器最小輸出電流為5mA，可滿足芯片內(nèi)各電路的要求，還可為外部MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)電路供電，直到PWM輸出端的升壓電路使VDD腳電壓高于穩(wěn)壓器設(shè)定電壓，此時(shí)，穩(wěn)壓器被迫關(guān)斷，并且VIN腳的輸入電流減小到漏電流值。VDD腳應(yīng)外接1μF以上的旁路電容器。該電容器可提供倍壓器所需的峰值電流和外接MOSFET所需的柵極驅(qū)動(dòng)電流.
在小功率電源中，不用升壓電路，該電路也可正常工作。應(yīng)當(dāng)注意，起動(dòng)穩(wěn)壓器的功耗不能過大。如果輸入電壓很高并且所需的柵極驅(qū)動(dòng)電量較大（高頻工作），穩(wěn)壓器的功耗就很大。
VDD腳加入2.9V～5.5V電壓，HV9606也能正常工作，在這類應(yīng)用中，VIN、START和STOP腳都應(yīng)接到SGND腳。這樣，電源就不具有STAR/STOP控制功能，起動(dòng)穩(wěn)壓器也不工作。
3.2 VDD欠壓封鎖
為了保證電源正常工作，當(dāng)穩(wěn)壓器輸出電壓比起動(dòng)穩(wěn)壓器設(shè)定電壓低于100mV以上時(shí)，欠壓封鎖（VDDUVLO）電路應(yīng)使內(nèi)部電路維持在復(fù)位狀態(tài)。為了保證穩(wěn)定起動(dòng)，VDD欠壓封鎖具有100mV滯后電壓。
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