
閉鎖關(guān)閉
L6591配備有一個(gè)比較器,具有外部可用的非反轉(zhuǎn)輸入在管腳DIS(#2)處,逆變輸入內(nèi)部參考電壓為4.5 V當(dāng)引腳超過(guò)內(nèi)部閾值時(shí),集成電路立即關(guān)閉低值消費(fèi)減少。信息被鎖定,有必要讓Vcc引腳上的電壓低于重置閂鎖并重新啟動(dòng)IC的UVLO閾值。保持閂鎖的供應(yīng)時(shí)間變頻器與輸入電源相連,高壓發(fā)電機(jī)定期啟動(dòng)Vcc在啟動(dòng)閾值VccON和VccON之間振蕩–1 V。然后就是需要斷開(kāi)轉(zhuǎn)換器與輸入源的連接,以重新啟動(dòng)IC。這次行動(dòng)如圖12的時(shí)序圖所示。以這種方式激活高壓發(fā)電機(jī)會(huì)切斷功耗大約為3(與連續(xù)的情況相比并使峰值硅溫度接近平均值。

此功能可通過(guò)以下方式輕松實(shí)現(xiàn)閉鎖式過(guò)熱保護(hù)用分壓器將管腳從VREF偏置,其中上部電阻在物理上是一個(gè)NTC靠近加熱元件,如MOSFET、次級(jí)二極管或變壓器。OVP也可以實(shí)現(xiàn),例如通過(guò)檢測(cè)輸出電壓和通過(guò)光耦傳輸過(guò)電壓條件。
振蕩器和死區(qū)編程
振蕩器通過(guò)電阻-電容網(wǎng)絡(luò)(RT、CT)進(jìn)行外部編程分別從引腳OSC(#5)連接至VREF(#6)和接地。一旦選擇了振蕩器頻率和所需的死區(qū)時(shí)間,RT和CT的值可以是計(jì)算公式:

在選擇了RT和CT的商業(yè)值后,振蕩器頻率(fosc)可使用以下公式進(jìn)行良好的近似驗(yàn)證:

在鋸齒波的負(fù)向漸變過(guò)程中,時(shí)鐘脈沖被釋放。一個(gè)T觸發(fā)器,沿著用邏輯電路,分離奇偶時(shí)鐘脈沖。偶數(shù)的關(guān)掉首先是低側(cè)MOSFET,在死時(shí)間Td之后,打開(kāi)高側(cè)MOSFET。正常情況下,高側(cè)MOSFET關(guān)閉(低側(cè)MOSFET在死后打開(kāi)時(shí)間Td)響應(yīng)控制回路;過(guò)載時(shí)為過(guò)電流比較器做的工作或,在開(kāi)環(huán)控制的情況下,奇數(shù)時(shí)鐘脈沖將限制一個(gè)振蕩器周期內(nèi)的最大接通時(shí)間。這樣,最大占空比將為限制在50%以下,變頻器的工作頻率為振蕩器。準(zhǔn)確地說(shuō),參考圖15中的波形,其中Tsw=2/fosc可實(shí)現(xiàn)的最大占空比為:

在啟動(dòng)時(shí),第一個(gè)時(shí)鐘脈沖將開(kāi)啟低側(cè)MOSFET 10個(gè)振蕩器周期給自舉電容充電,高壓側(cè)MOSFET將接通。當(dāng)IC在突發(fā)模式操作期間恢復(fù)開(kāi)關(guān),第一個(gè)時(shí)鐘脈沖將在低端開(kāi)啟MOSFET首先給自舉電容充電,然后在第二個(gè)時(shí)鐘脈沖之后高壓側(cè)MOSFET將接通。這樣,自舉電容器將始終帶電準(zhǔn)備好提供高壓側(cè)浮動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。振蕩器波形如所示圖15也是。死區(qū)時(shí)間Td等于振蕩器鋸齒波負(fù)向斜坡的持續(xù)時(shí)間再加上125ns的內(nèi)部延遲;因此它取決于定時(shí)電容器CT和電阻RT和由近似關(guān)系式給出:

最小Td值有一個(gè)325納秒的內(nèi)部限制,以確保沒(méi)有危險(xiǎn)可產(chǎn)生射穿條件,但建議不要使用電容值低于220 pF。

自適應(yīng)UVLO
優(yōu)化轉(zhuǎn)換器以實(shí)現(xiàn)最小空載消耗時(shí)的一個(gè)主要問(wèn)題是在這些條件下,系統(tǒng)自身產(chǎn)生的電壓會(huì)大幅下降甚至比幾毫安負(fù)載。這通常會(huì)導(dǎo)致IC的電源電壓Vcc下降并低于控制器的UVLO閾值,這樣操作就變成斷斷續(xù)續(xù)的,這是不受歡迎的。較低的UVLO閾值會(huì)有所幫助,但也可能是在大負(fù)載下用足夠的柵極驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)mosfet的問(wèn)題關(guān)閉。為了幫助設(shè)計(jì)師克服這個(gè)問(wèn)題,L6591除了減少自己的在突發(fā)模式操作期間的消耗,還具有專有的自適應(yīng)UVLO功能。它包括在輕負(fù)載下向下移動(dòng)UVLO閾值,即引腳補(bǔ)償處的電壓低于內(nèi)部固定的閾值VCOMPL,以便提供更大的凈空。防止在從最小值到最大負(fù)載正常(較高)UVLO閾值在引腳電壓COMP超過(guò)VCOMPL(具有一些mV滯后),并且Vcc已超過(guò)正常值UVLO閾值(見(jiàn)圖16)。正常的UVLO閾值確保在重負(fù)載條件mosfet將以適當(dāng)?shù)臇艠O電壓驅(qū)動(dòng)。

線路感應(yīng)功能
當(dāng)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓低于指定的范圍,并讓它重新啟動(dòng)時(shí),電壓回到該范圍內(nèi)。感覺(jué)到電壓可以是整流和濾波的電源電壓,在這種情況下,功能將作為斷電保護(hù),或者,在具有PFC預(yù)調(diào)節(jié)器前端的系統(tǒng)中,輸出PFC級(jí)的電壓,在這種情況下,該功能將作為通電和斷電排序。L6591輸入欠壓時(shí)的關(guān)機(jī)是通過(guò)內(nèi)部比較器,如圖17方框圖所示,其非反相輸入為可在線路插腳(#1)處使用。比較器內(nèi)部參考1.25 V如果施加在線路引腳上的電壓低于內(nèi)部參考電壓,則禁用IC。低于這些情況下,軟啟動(dòng)放電,引腳PFC U停止打開(kāi),消耗集成電路的數(shù)量減少。當(dāng)針腳上的電壓高于參考。比較器提供了電流滯后,而不是更常見(jiàn)的電壓滯后:只要在線路引腳低于參考值,如果電壓高于參考值,則斷開(kāi)。

這種方法提供了額外的自由度:可以將通過(guò)適當(dāng)選擇外部分隔器(見(jiàn)下文)。與電壓滯后,相反,固定一個(gè)閾值根據(jù)比較器的內(nèi)置遲滯自動(dòng)修復(fù)另一個(gè)。參考圖17,可以為ON建立以下關(guān)系輸入電壓的(VinON)和OFF(VinOFF)閾值:

當(dāng)線路欠壓激活時(shí),啟動(dòng)發(fā)電機(jī)繼續(xù)工作,但沒(méi)有PWM活動(dòng),因此Vcc電壓在啟動(dòng)和UVLO閾值,如圖17的時(shí)序圖所示。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí),線路引腳是一個(gè)高阻抗輸入,連接到值電阻,因此它容易拾取噪聲,這可能會(huì)改變關(guān)閉閾值或在ESD測(cè)試期間IC意外關(guān)閉的原因。可以繞過(guò)引腳用一個(gè)小的薄膜電容器(例如1-10 nF)接地,以防止任何此類故障。如果不使用該功能,引腳必須通過(guò)電阻器連接到VREF引腳(#6)在10到100 kΩ的范圍內(nèi)
軟啟動(dòng)和過(guò)電流延時(shí)閉鎖停機(jī)
在設(shè)備啟動(dòng)時(shí),連接在SS引腳(#4)和接地之間的電容器(Css)為由內(nèi)部電流發(fā)生器ISS1充電,從零到大約2伏夾緊。在這個(gè)斜坡過(guò)程中,過(guò)電流設(shè)定點(diǎn)逐漸從零上升到最終值(0.8 V)。過(guò)電流設(shè)定點(diǎn)達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間,稱為軟啟動(dòng)時(shí)間,大約為:

在斜坡過(guò)程中,MOSFET占空比逐漸增加,從而控制啟動(dòng)涌流。此外,所有監(jiān)控引腳補(bǔ)償電壓的功能被禁用。當(dāng)控制電壓(COMP)飽和時(shí),軟啟動(dòng)引腳也會(huì)被調(diào)用,這揭示了反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)條件。這種情況經(jīng)常發(fā)生在啟動(dòng)時(shí)發(fā)生,但也可能由控制回路故障或轉(zhuǎn)換器引起過(guò)載/短路。

當(dāng)反饋回路發(fā)生故障時(shí),必須迅速停止系統(tǒng),以防止輸出電壓達(dá)到過(guò)高值時(shí),過(guò)載或短路不會(huì)發(fā)生一般都需要這么快的干預(yù)。L6591使處理此類情況更為容易:移除SS銷上的2 V夾鉗,第二個(gè)內(nèi)部電流發(fā)生器ISS2=ISS1/4繼續(xù)充電Css。如果電壓達(dá)到5 V,則IC將被禁用(如果允許)達(dá)到2vbe超過(guò)5v,IC將被鎖定。在前一種情況下,結(jié)果行為將與圖11所示短路情況相同;在后一種情況下,結(jié)果將與圖12相同。過(guò)載停止合閘前的延時(shí)為:

如果過(guò)載在SS電壓達(dá)到5 V之前消失,ISS2發(fā)電機(jī)將關(guān)閉后,電壓逐漸降低到2V.A二極管,陽(yáng)極與SS引腳和連接到VREF引腳(#6)的陰極允許設(shè)計(jì)者選擇其中之一過(guò)載時(shí)的自動(dòng)重啟模式或閂鎖模式行為。如果轉(zhuǎn)換器短路也需要閂鎖模式行為,請(qǐng)確保電源在激活閂鎖之前,IC的電壓永遠(yuǎn)不會(huì)低于UVLO閾值。圖18顯示了軟啟動(dòng)引腳在不同操作條件下的行為。圖17顯示了結(jié)合使用L6591的典型大功率適配器應(yīng)用程序使用L6563 PFC控制器。
L6591電源管理功能概述
可以看出,該設(shè)備具有多種電源管理功能:負(fù)載條件、保護(hù)功能以及相互作用的不同操作模式帶PFC預(yù)調(diào)節(jié)器。為了幫助設(shè)計(jì)者熟悉這些函數(shù),在下表總結(jié)了所有主題及其各自的激活機(jī)制和最重要管腳的結(jié)果狀態(tài)。這不僅對(duì)正確使用有用但也用于診斷目的:特別是在原型/調(diào)試階段遇到一些不需要的函數(shù)激活是很常見(jiàn)的,這些表可以用作快速故障排除指南。


1.使用一個(gè)外部二極管從SS(#14)到VREF(#10),陰極到VREF。
2.只要IC通電,該條件就被鎖定;高壓發(fā)電機(jī)不被調(diào)用。
3.除非另有規(guī)定,否則所有值均為典型值。值得提醒的是,“自動(dòng)重啟”意味著該設(shè)備將間歇性工作只要由于激活該功能的條件未消除,“鎖定”表示只要裝置連接到輸入電源和裝置,裝置就會(huì)停止運(yùn)行必須與電源斷開(kāi)一段時(shí)間,以便設(shè)備(和裝置)能夠重新啟動(dòng)。
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