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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振蕩器的振蕩頻率為PWM輸出脈沖頻率的兩倍。改變RT腳與SGND腳之間外接電阻的阻值，振蕩頻率即可在30kHz—800kHz之間調(diào)整。給定振蕩頻率時，RT腳外接電阻的阻值RT可按下式計算：
SYNC（同步）腳是一個輸入輸出端口。在采用多只HV9606的變換器中，為了保證所有HV9606同步工作，各個HV9606的SYNC腳必須連接在一起，SYNC腳也可接到外部主控時鐘的開漏輸出端。采用外部主控時鐘同步時，所有振蕩器的頻率都鎖定在各振蕩器中的最高振蕩頻率。外部主控時鐘的占空比必須小于50％。采用外部主控時鐘同步時，SYNC腳固定邏輯高電平或低電平將造成不同步，但是采用HV9606的變換器仍可正常工作，工作頻率由HV9606單獨設(shè)定。由于HV9606失去同步時，總的電源系統(tǒng)并不會出現(xiàn)故障，因此可以認為同步腳具有一定的故障容限。
在多只HV9606組成的DC/DC變換器中，采用外部主控時鐘同步時，考慮到同步（SYNC）腳累積寄生電容的影響，在SYNC腳與VDD腳之間應(yīng)接入一只上拉電阻。該電阻的阻值由累積寄生電容和工作頻率決定。
3.4 倍壓器
內(nèi)部電源電壓在2.9V—5.5V之間時，HV9606仍可正常工作，但是很難找到柵極驅(qū)動電壓如此低的功率MOSFET，因此HV9606內(nèi)設(shè)置有了倍壓電路。該電路可在VX2腳產(chǎn)生接近VDD兩倍的電壓。倍壓電路采用電容充電升壓方法，因此在CA腳和CB腳之間應(yīng)接入一只0.01μF電容器。同時，在VX2腳與PGND腳之間還應(yīng)接入一只0.1μF貯能電容器，倍壓電路的工作頻率與PWM輸出頻率相同。
GATE腳輸出的柵極驅(qū)動電壓，由VX2腳電壓供給，當VDD升高到3.3V時，可以采用柵極驅(qū)動電壓為5V的邏輯電平功率MOSFET，當VDD升高到5V時，可以采用柵極驅(qū)動電壓為10V的標準功率MOSFET。
3.5 VX2欠壓封鎖
為了保證適當?shù)臇艠O驅(qū)動電壓，欠壓封鎖電路（VX2 UVLO）連續(xù)監(jiān)控VX2腳的電壓。若VX2腳電壓低于4.5V，為了防止損壞外接的功率MOSFET，PWM電路柵極驅(qū)動器輸出被封鎖。為了防止欠壓封鎖電路誤動作，欠壓封鎖門限電壓具有400mV滯后電壓。
3.6 帶隙基準電壓
除了起動/停機電路外，HV9606內(nèi)部所有電路都由精度為1％的帶隙基準電壓供電?；鶞孰妷杭釉赗EF腳，也可為外部電路提供100μA電流。在REF腳與SGND腳之間，應(yīng)接入0.1μF以上的旁路電容器。
3.7 電流取樣與限流
電流取樣電阻應(yīng)接在外接MOSFET的源極與PGND腳之間。有兩個獨立的比較器監(jiān)控取樣電阻兩端的壓降，一個比較器完成絕對值峰值電流限制，另一個比較器將峰值電流反饋信號加到PWM控制回路。
MOSFET開通時，在柵極驅(qū)動脈沖的前沿將產(chǎn)生很大的漏極電流尖峰。這樣可導(dǎo)致限流比較器誤動作，也可使PWM控制回路工作不正常。為了消除這種現(xiàn)象，HV9606內(nèi)加入電流取樣脈沖前沿85nS消隱電路。這樣，在大多數(shù)實際應(yīng)用中都可以消除電流取樣脈沖前沿尖峰的影響，使變換器穩(wěn)定工作。為了使變換器更可靠地工作，還應(yīng)當濾除MOSFET導(dǎo)通瞬間產(chǎn)生的電流尖峰，為此，電流取樣（CS）腳應(yīng)串入一只電阻，同時，在電流取樣腳與SGND腳之間，還應(yīng)接入一只電容器。
3.8 誤差放大器
HV9606內(nèi)部誤差放大器的最小增益帶寬為1MHz。引腳FB和NI分別接放大器反相輸入端和同相輸入端。放大器輸出接COMP腳，應(yīng)用非常方便。為了防止輸出飽和，該放大器還具有快速轉(zhuǎn)換恢復(fù)功能。
3.9 軟起動控制電路
軟起動電路輸出的10μA恒定電流，對外接在軟起動腳（SS）的電容器充電。SS腳的瞬時電壓決定誤差放大器的上限電壓，因此可使PWM電路開始輸出占空比最小的脈沖，并且隨著SS腳電壓升高，輸出脈沖占空比逐漸增大，一直到閉環(huán)回路穩(wěn)定工作。軟起動電容器的容量應(yīng)當保證，DC/DC變換器輸出最大負載電流時，SS腳電壓超過1.2V以前，閉環(huán)控制回路應(yīng)當穩(wěn)定工作。
只有監(jiān)控器的狀態(tài)（STATUS）輸出為低電平時，軟起動電路才能被封鎖。當SS腳電壓降低時，軟起動電容器放電，并且只有當VX2欠壓封鎖電路檢測到柵極驅(qū)動電壓過低后，軟起動電路才能重新開始工作。
3.10 PWM電路
電流型PWM電路的工作頻率為振蕩器振蕩頻率的一半，輸出脈沖占空比不超過50％，在很寬的動態(tài)控制范圍內(nèi)，特別是在低頻工作時，輸出脈沖最小寬度為130nS。
為了保證實際應(yīng)用所需的動態(tài)控制范圍，振蕩器最高振蕩頻率可由下式?jīng)Q定：
式中 tON為最大柵極驅(qū)動輸出導(dǎo)通時間；
UIN MAX 和UIN MIN分別為最高和最低輸入電壓；
POUT MAX和POUT MIN分別為最大和最小輸出功率；
DMIN為在最壞條件下柵極驅(qū)動輸出脈沖最小占空比（195nS）；
fPWM為最大柵極驅(qū)動開關(guān)頻率；
fosc為最高振蕩頻率。
3.11 監(jiān)控器
在各種實際應(yīng)用中，都可以采用電壓監(jiān)控電路。HV9606內(nèi)的監(jiān)控器控制軟起動電路，當STATUS輸出腳為低電平時，軟起動電路開始工作。實際工作過程中，只有電流取樣（SENSE）腳的電壓低于0.85UREF-100mV時，STATUS腳才為低電平。
監(jiān)控器還可用來監(jiān)控DC/DC變換器的輸出電壓。在這種情況下，STATUS輸出腳可用作電源監(jiān)控器，當電源電壓低于設(shè)定值時，該輸出腳也可完成微控制器的通電復(fù)位（power on reset ）功能。在DC/DC變換器中，只要輸出電壓在規(guī)定的極限值以內(nèi)，監(jiān)控器就可封鎖軟起動電路，因此當輸入電壓短時下跌后，變換器可以快速重新起動。這樣，在電源系統(tǒng)維持時間確定的條件下，可以減小輸入和輸出電容器的容量。
只要將STATUS腳接到SS腳，監(jiān)控器還可用作高精度低輸入電壓檢測和封鎖電路。STATUS腳有10μA電流，STATUS腳與SS腳連接后，軟起動電容器的充電電流將增加一倍，因此在軟起動時間相同的條件下，軟起動電容器的容量必須增加一倍。電流取樣（SENSE）腳通過電阻分壓器可以接到任何被監(jiān)控的電壓源（不是HV9606組成的DC/DC變換器的輸出電壓）或邏輯輸出端。當SENSE腳的電壓低于0.85UREF-100mV時，SS腳將變?yōu)榈碗娖剑虼丝梢苑怄i柵極驅(qū)動輸出信號，從而關(guān)斷DC/DC變換器。即使GATE腳輸出維持在低電平，振蕩器仍然正常工作，并且同步SYNC I/O腳仍與系統(tǒng)其他元件保持同步，也可為電源系統(tǒng)提供時鐘信號。
3.12 關(guān)斷與封鎖
根據(jù)電源系統(tǒng)的要求，HV9606也可被關(guān)斷或被封鎖。
STOP腳的電壓降低到SGND腳電壓時，HV9606將被關(guān)斷，此時HV9606處于零功率（只有漏電流）狀態(tài)。在此狀態(tài)下，振蕩器也停止工作。利用一只擊穿電壓在20V以上的外接MOSFET、光電耦合器和開路集電極晶體管即可將STOP腳電壓拉低到SGND腳電壓。應(yīng)當說明，采用這種關(guān)斷方法時，將會使同步（SYNC）腳電壓降低，因此接在SYNC腳的其他元件將不再同步。
只要輸入電壓超過設(shè)定的停機門限電壓，將SS腳電壓拉低到SGND腳電壓，可以封鎖PWM電路的輸出脈沖。因此，可以使柵極驅(qū)動電路始終輸出低電平。只有SS腳的電壓升高后，軟起動才能重新開始。在封鎖狀態(tài)下，內(nèi)部起動穩(wěn)壓器給HV9606供電，因此振蕩器將正常工作，并且SYNC腳將與系統(tǒng)中其他元件保持同步，也可為系統(tǒng)提供時鐘信號。拉低SS腳電壓可由擊穿電壓大于5V的MOSFET、光電耦合器和開路集電極晶體管來實現(xiàn)。
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