DC_DC控制器+PMBus产品提供灵活的数字控制

www. EET-china.com 一组易于建立的高性能、高可靠性隔离式电源 凌力尔特公司 电源产品部 高级产品市场工程师 Bruce Haug 背景 对于高效率地将配电总线电压转换成隔离式低电压，预制的隔离式 DC/DC 转 换器和模块提供了一种简单但相对昂贵的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。不过，现成有售的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 可能 无法提供全部所需功能，因此在很多应用中，需要定制设计。利用分立式 PWM 控制器开发自己的解决方案，成本低廉得多，而且能灵活地满足各种苛刻的要求， 例如特殊的外形尺寸或非 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 输入及输出电压等。 最近在控制器技术领域取得的进步可提供更多功能，这些进步也简化了设计隔离 式电源的任务。因此，设计师现在正在考虑，在他们的最终应用中，分立式设计 是否有意义。尤其是具备有源箝位复位的正向转换器，由于其卓越的效率和更低 的组件压力，已经广泛用于定制电源中。尽管在隔离式降压型拓扑中，正向转换 器是最简单的，但是有源箝位复位方法引入了性能限制和对潜在的可靠性问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的 担忧，这些担忧限制了正向转换器的使用范围。 凌力尔特公司的第二代 LTC3765/LTC3766 芯片组采用一种正在申请专利的方 法，消除了具备有源箝位复位的正向转换器之性能限制以及对其可靠性的担忧。 此外，这组非凡的芯片组极大地简化了高性能正向转换器的设计，从而使这类转 换器易于建立，并成为富有吸引力和可替代预制解决方案的产品。 LTC3765 / LTC3766 芯片组 LTC3765 和 LTC3766 片组包括有源箝位变压 都能防止电源变压器饱 起工作，可实现坚固和 纤巧的脉冲变压器，从 端控制方法使智能能力 www. 相结合可构成一组隔离式同步正向转换器芯片组，该芯 器复位和 Direct Flux Limit™，这两项功能在所有条件下 和。LTC3765 是一款主端智能控制器，与 LTC3766 一 简单的自启动隔离式电源。启动后，LTC3765 通过一个 副端 LTC3766 控制器接收定时信号和偏置电源。这种副 靠近负载，从而确保对输出电压和电流进行可靠的监视和 EETchina.com www. EET-china.com www. 控制，同时提供最快的瞬态响应。此外，这种架构无需光隔离器或偏置电源，简 化了设计，并降低了组件数。图 1 显示了一个典型的应用原理图，图 2 显示 了相关的瞬态响应和效率 / 功耗曲线。 图 1：LTC3765 / LTC3766 应用电路，VIN 范围：18V 至 72V、 VOUT：12V/11A， 12.5A 峰值 EETchina.com www. EET-china.com www. Conditions: 48VIN, 6A to 12A Step Load VOUT: 500mV/Div IOUT : 5A/Div Time - 100µs/Div 图 2：典型的 LTC3765 / LTC3766 相关效率 / 功耗曲线和瞬态响应 EFFICIENCY：效率 POWER DISSIPATION：功耗 条件：48VIN，6A 至 12A 阶跃 5A/Div：每格 5A Time – 100us/Div：时间 – 每格 100us LTC3765 / LTC3766 含有实现有源箝位变压器复位方法所必需的所有控制电 路，从而与传统箝位绕组或谐振复位方法相比，实现了更高的效率 (高达 95%) 和更高的功率密度。针对主开关的大电流栅极驱动器、有源箝位开关和同步开关 均包括可调延迟，以实现最高效率。不过，在传统的有源箝位正向转换器中，在 开关占空比中有任何突然的变化都能引起电源变压器饱和，从而有可能导致转换 器发生故障。Direct Flux Limit 在所有条件下都能防止变压器饱和，因此提高了 转换器的总体可靠性，同时与可替换解决方案相比，保持了卓越的瞬态响应。 其他特点包括快速和准确的平均电流限制、在 75kHz 至 500kHz 范围内以可 调固定频率工作、能进入预偏置负载的干净启动、面向大功率设计的多相工作、 过热保护和真正的远端输出电压 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 。LTC3765 采用耐热增强型 MSOP-16 封 EETchina.com www. EET-china.com www. EETchina.com 装。LTC3766 采用 4mm x 5mm QFN-28 和 SSOP-28 封装，而且两款器件 都有扩展、工业、高温和军用级版本。 Direct Flux Limit 为了正确工作，在任何变压器中保持伏-秒平衡都是必要的。在转换器接通和断 开期间，必须加上相等的正和负伏-秒。任何不平衡都将导致通常是对称的磁芯 励磁电流和通量密度向饱和方向“走”。在转换器断开期间，有源箝位转换器运 用一个额外的开关和电容器来加上复位电压。这种方法产生了最低开关电压和最 高效率。变压器用自己的励磁电流给复位电容器充电或放电，使其达到正确的电 压，该电压随占空比的变化而改变。在稳定状态下，这种方法可以很好地起作用， 但是，如果占空比变化太快，那么电容器的电压就会跟不上，从而导致磁芯饱和。 当变压器饱和时，就像是发生了短路，这可能损坏任何电源组件。 直到现在，这一基本问题一直是采用间接方法解决的，即采用慢速反馈环路、占 空比限制、软停止和其他“权宜之计”，其中没有一种方法可以确保磁芯不会饱 和。采用这类方法时，总是有可能在某些设计和测试时被忽略的运行“死角”处 发生变压器饱和。 LTC3765 和 LTC3766 实现了一种新的和独特的系统，该系统通过直接监视变 压器的励磁电流，限制磁通量在变压器磁芯中的积累。在复位周期中，当有源箝 位 PMOS 接通时，通过一个与该 PMOS 源极串联的检测电阻器直接测量和限 制励磁电流，如图 3 所示。 www. EET-china.com www. 图 3：监视变压器磁通量密度 MAIN TRANSFORMER：主变压器 PRIMARY SWITCH NMOS： NMOS 主开关 ACTIVE CLAMP PMOS：有源箝位 PMOS 当 PMOS 断开且 NMOS 主开关接通时，LTC3765 基于在 RUN 引脚上检测 到的输入电压以及由 RCORE 与地之间的电阻器定制的变压器磁芯参数，在内 部产生一个准确的励磁电流副本。然后在接通时，由这个准确的内部副本限制该 励磁电流。与以前的方法不同，Direct Flux Limit 直接监视所积累的磁通量，并 在提供最快的瞬态响应的同时，确保变压器不会饱和。这种方法还允许转换器干 净启动，进入预偏置输出 (例如电池充电器)，并在出现瞬间电压差后重新启动 (无盲区软停止)。 自启动 LTC3766与LTC3765一起使用，以运用副端控制建立一个自启动正向转换器。因 为最初在副端没有偏置电压可用，所以LTC3765必须在主端以开环方式管理启 动。当在主端首次加电时，LTC3765运用其自己内部的振荡器开始开环软启动。 通过运用从0%到70% 逐渐增大的占空比来开关主端的主MOSFET，以向副端 供电，该占空比是由SSFLT引脚电压的上升速率控制的。在副端，偏置电压可以 EETchina.com www. EET-china.com www. EETchina.com 直接从主输出得到，或者通过峰值充电或其他简单电路从变压器副端得到。当 LTC3766有足够的电压来满足其启动要求时，该器件就通过一个纤巧的脉冲变压 器向LTC3765提供占空比信息。 LTC3765检测这个信号，并将对栅极驱动器的控制任务转交给 LTC3766，而 LTC3766则继续进行输出电压的软启动。典型情况下，当输出电压小于其最终值 一半时，发生这种从主端到副端的切换。之后，LTC3765断开线性稳压器，并通 过一个内置整流器，从脉冲变压器处为主端MOSFET取得偏置电源。 运行控制和软启动 LTC3766 的接通/断开主控制功能由RUN引脚完成。该引脚具备精确的门限，且 该门限具备内部和外部可调迟滞。这个引脚可用来监视副端偏置电压或主输出电 压，因此可控制在哪一点上进行从主端到副端的切换。或者，该引脚还可以直接 由控制信号驱动。 当 RUN 引脚为高电平、在 VIN 和 VCC 引脚上有足够的电压以及在 SW 引脚 上检测到开关动作时，LTC3766 就开始顺序软启动。请注意，LTC3766 在启动 顺序软启动之前，必须在 SW 引脚上检测到开关动作，以确保 LTC3765 已经 准备好进行控制任务的切换。顺序软启动开始时，首先测量 FB 引脚上的电压， 然后将软启动电容器电压快速预设定为与输出电压相同。这么做是为了在控制任 务从主端转移至副端时，输出电压平滑地斜坡上升，并避免任何不必要的启动延 迟。一旦软启动电容器上的电压达到合适的值，LTC3766 就通过脉冲变压器发 出一个简短的脉冲序列，以锁定与 LTC3765 之间的通信。从这一点开始， LTC3766 承担主端 MOSFET 的控制任务，同时软启动电容器仍继续充电至满 电压。请注意，软启动电压用来限制误差放大器基准的有效值。在副端软启动间 隔期间，这种方法保持对输出电压的闭环控制。 电流限制和其他保护功能 在大多数 DC/DC 转换器中，都会提供电流限制，以在输出过载情况下保护电 源组件。通常情况下，这种电流限制不是很准确，而且最大输出电流变化可能超 过输入和输出电压变化的 50%。当需要准确的电流限制时 (例如在电池充电应 用中)，常常使用一个单独的放大器来建立慢速反馈环路，以在预定最大值附近 调节电流。因为这个环路是慢速的，以确保稳定性，所以该环路还允许瞬间流过 非常大的输出电流，而在有些系统中，这也许是不可接受的。 LTC3766 实现了一种独特的平均电流限制电路，该电路快速、准确且易于使用。 该电路不是使用一个慢速电流限制放大器，而是监视输入和输出电流以及输出电 www. EET-china.com www. 压或电源电压，并进行快速和逐周期的纠正，以保持平均输出电流实质上是恒定 的。图 4 说明了LTC3765/LTC3766应用电路处于电流限制状态下的典型性能。 请注意，这种电流限制能力非常适用于电池充电应用。 图 4：典型的电流限制性能 OUTPUT VOLTAGE：输出电压 LOAD CURRENT：负载电流 除了Direct Flux Limit和平均电流限制，LTC3765/LTC3766芯片组还提供多种额 外的保护功能。这些功能包括：面向同步开关的可调反向电流保护、输出过压保 护和过热保护，这些保护功能相结合，即使在最严酷的应用环境中，也可确保电 源的可靠性和坚固性。 结论 最近在技术、设计简化、仿真、成本节省以及对组件采购的全面控制方面均取得 了进步，因此隔离式 DC/DC 转换器用户正在放弃现成有售的砖式设计。 LTC3756 和 LTC3766 组合起来形成了一个相对简单的有源箝位隔离型正激式 转换器，其具有直接磁通变压器限制功能，能可靠地保护转换器并实现快速瞬态 响应；同时与可替代解决方案相比，还减少了组件数。无论设计定制电源是为了 满足特定尺寸、输入和输出要求，还是为了达到成本目标，这个非凡的芯片组都 为高可靠性应用提供了全新的简单性、很少的组件数和前所未有的灵活性。最后， 这两款器件非常易于用来建立解决方案。 EETchina.com