北京加维通讯电子有限公司 陈 睿
正激有源箝位同步整流电路在产品中有着广泛的应用,器件承受应力低,效率高,一定程度上的ZVS,相对于其他电路有着非常大的优势。常规使用的控制芯片有NS的LM5025,TI的UCC289X,intersil的ISL6726等,这些芯片各自有不同的优势,电路成熟,受到了广泛的应用。
同时,也有一些问题限制了正激有源箝位电路的使用。例如,占空比突变导致变压器饱和;高输出电压时的同步整流驱动问题。这些在当今越来越大的输出电流情况下变得严重。
凌特的新型控制芯片--LTC3765及同步整流驱动芯片--LTC3766为以上问题提出了一种解决思路。
表1
1.LTC3765及LTC3766配合使用主要特点
1)支持次级控制器自启动
2)Direct Flux Limit™保证变压器不饱和
3)8V以上的宽输入电压范围
4)过热保护,过流保护,带回差的精密可调欠压保护
5)可以调节的启动频率和软启动
6)二次侧控制的快速瞬态反映
7)快速准确的平均电流限制
8)同步MOSFET反向限流
9)IC内部基准的快速启动
2.LTC3765及LTC3766芯片介绍
LTC3765有源箝位控制器(图1)
LTC3766同步整流控制器(图2)
LTC3766是一款副边控制芯片,有SSOP-28和4mm*5mmQFN两种封装,可以配合LTC3765组成一个完整的有源箝位同步整流电路。
LTC3766提供差分电流采样,反馈脚,Ith环路调节等引脚,将控制中心放置于负载附近,从而确保了输出电压,电流的可靠,可以在特殊状态(例如短保、输出过压、遥控)后启动时保证软启动正常工作,输出较好的启动波形,同时,提供极快的瞬态响应,减小输出电容容量,压低动态幅值,并免除增设一个光耦的必要。
次级同步整流控制的另一个好处是,在高压输出时可以为次级的同步整流MOSFET提供可靠的驱动,这在普通的初级控制电路里是无法做到的。
图1 LTC3765有源箝位控制器
图2 LTC3766同步整流控制器
图5 DEMO背面
图6 DEMO正面
图3 LTC3765和LTC3766基本应用
图4 高压输出同步整流电路
LTC3765配合LTC3766有较广的应用范围,基本电路如图3。LTC3765组成PWM控制电路,提供初级开关管和箝位管驱动,NDRV脚外加MOSFET为VCC提供快速的启动供电,当RUN和VCC脚都达到阀值时,芯片开始工作。Vout开始上升,直到LTC3766开始工作,通过隔离驱动变压器T2对LTC2765施加偏执,控制电路正常工作。
SSFLT为LTC3765的软启动脚,接一电容到地,可以设置开机时占空比的上升,同时,SSFLT脚还有故障指示功能,当芯片出现过温、过流,与LTC3766信号中断,VIN或RUN端降到阀值一下等故障情况时,SSFLT通常会有6V以上电压。此时开关管立刻停止工作,并开始重新启动。在SSFLT适当增加电路,例如对地的齐纳二极管,则可以锁住故障状态,禁止重启,直到SSFLT脚外部接地。
反馈部分位于LTC3766芯片,也就是次级控制,相对于通常芯片需要通过光耦反馈负载状态,次级控制速度更快,控制电路更加合理。
LTC3765加LTC3766另一优势在于高压输出的同步整流(图4)无需外加驱动电路。以LM5025为例,5V以上输出的同步整流电路都存在一定缺陷,整流管、续流管驱动都会有一定问题,甚至体现在输出开机波形上。而LTC3766的次级控制则很好的解决了驱动问题,内置驱动甚至可以在输出32V的情况下进行同步整流,当输出电流大时,大大提高了电源效率。
如图5、图6,LTC3765加LTC3766都输入引脚相对较多的芯片,尤其LTC3766占用位置较大。但是由于管脚设计较好,同时芯片本身集成功能脚全,所以只用很小面积即可完成layout。