先进的双端PWM控制器 ISL6742

元器件信息   2022-11-21 10:10   345   0  


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ISL6742是一种高性能的双端脉宽调制具有先进同步整流器控制和电流限制特性。它适用于电流和电压模式控制方法。ISL6742包括同步整流器(SR)控制。补充的输出可以相对于使用外部控制电压的主输出。其先进的电流传感电路采用采样和保持方法以提供精确的平均电流信号。适用于平均限流技术实际上消除了峰值电流的共有尾波限流方法,也适用于电流共享电路和平均电流模式控制。这种先进的BiCMOS设计具有一个可调振荡器频率高达2兆赫,内部过热保护,精确的死区时间控制和短的传播延迟。此外,多脉冲抑制可确保交替输出在低占空比下可能发生脉冲跳跃的脉冲。

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笔记:

1.为磁带和卷盘添加“-T”后缀。详情请参阅TB347卷盘规格。

2.这些Intersil无铅塑料包装产品采用特殊的无铅材料组、模塑料/模具连接材料,以及100%哑光镀锡板加退火(e3终饰,即符合RoHS标准,与SnPb和无铅焊接兼容操作)。Intersil无铅产品按无铅分类为MSL达到或超过无铅的峰值回流温度IPC/JEDEC J STD-020的要求。

3.有关湿度敏感度(MSL),请参阅产品信息ISL6742的第页。有关MSL的更多信息,请参见技术简介TB363型

特征

同步整流器控制输出,可调延迟/提前

可调平均电流信号

3%的公差周期峰值电流限制

快速电流感应输出延迟

可调振荡器频率高达2兆赫

可调死区时间控制

电压或电流模式操作

用于电压前馈或当前模式应用

线路、负载和温度

175微安启动电流

供应紫外线

可调软启动

70ns前缘冲裁

多脉冲抑制

内部过热保护

无铅(符合RoHS)

应用

半桥、全桥、交叉前进和推拉转换器

电信和数据通信电源

无线基站电源

文件服务器电源

工业电力系统

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绝对最大额定值(注5)热信息

电源电压,VDD。接地-0.3V至+20.0V

出口。接地-0.3V至VDD

信号管脚。接地-0.3V至VREF+0.3V

VREF。接地-0.3V至6.0V

峰值门极电流。0.1安培

操作条件

温度范围。-40°C至+105°C

电源电压范围(典型)。9VDC至16Vdc

与周围环境的热阻连接(典型)θJA(℃/瓦)

16导联QSOP(注4)。100个

最高结温。-55°C至+150°C

最高储存温度范围。-65°C至+150°C

铅自由回流曲线。见TB493

注意:不要在列出的最大额定值下或附近长时间运行。暴露在这些条件下可能对产品产生不利影响可靠性,导致不在保修范围内的故障。

笔记:

4.在自由空气中,用安装在高效热导率测试板上的部件测量JA。详见技术简报TB379。

5.所有电压都与接地有关。

电气规范推荐的操作条件,除非另有说明。请参阅图1、2和3。9V<VDD<20V,RTD=10.0kΩ,CT=470pF,TA=-40°C至+105°C,典型值为TA=+25°C。

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电气规范推荐的操作条件,除非另有说明。请参阅图1、2和3。9V<VDD<20V,RTD=10.0kΩ,CT=470pF,TA=-40°C至+105°C,典型值为TA=+25°C(续)

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笔记:

6.除非另有规定,否则具有最小和/或最大限值的参数在+25°C下进行100%测试。通过表征确定的温度限值也不是生产测试。

7.通过表征确定的限值,不进行生产测试。

8.这是使用RTD和CT的规定值可达到的最大占空比。可使用以下方法获得较大或较小的最大占空比这些组件的其他值。见方程式1至3。

9.在设置为7V之前,将VDD调整到低于UVLO停止阈值。

10.当OUTx相对于OUTLxN(VADJ<2.425V)延迟时,VADJ设置的延迟时间不应超过CT放电时间的90%(死区时间)由CT和RTD确定。

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管脚说明

VDD—VDD是集成电路的电源连接。优化噪声抗扰度,旁路VDD至GND,0.1μF或更高靠近VDD和GND引脚的频率陶瓷电容器尽可能的。监控VDD电源电压欠压锁定(紫外)。启动和停止阈值相互跟踪导致相对恒定的滞后。GND—此设备的信号和电源接地连接。由于高峰值电流和高频操作,低阻抗布局是必要的。接地平面和短路强烈建议使用痕迹。VREF-具有3%公差的5V参考电压输出过线、负载和工作温度。旁路接地一个0.1至2.2μF的低ESR电容器。CT-振荡器定时电容器连接在引脚和接地。它通过内部200微安的电流充电用用户可调电流源放电由RTD控制。RTD-这是振荡器定时电容放电电流控制销。在连接的电阻器中流动的电流在这个引脚和GND之间决定了CT放电电流。CT放电电流为名义上是电阻电流的20倍。脉宽调制死区时间为由定时电容放电持续时间决定。这个RTD处的电压名义上为2V。建议的最小值RTD值为2.00kΩ。这是过电流比较器和平均电流采样保持电路。过电流比较器阈值设置为1V标称值。CS引脚是任何一个脉冲宽度调制输出端对地短路。根据电流传感源的阻抗可能需要输入电阻器,因为内部时钟和外部电源开关。这次延误可能导致CS在电源切换前放电设备正在关闭。OUTA和OUTB-这些成对的输出是脉冲宽度控制开关fet的调制输出交替顺序。OUTAN和OUTBN-这些输出是分别是OUTA和OUTB。这些输出适用于同步整流器的控制。相位关系在每个输出和它的补码之间由一个控件设置施加在VADJ上的电压。VADJ-施加在该输入上的0V至5V控制电压设置OUTA/OUTB与外滩/外滩。

电压低于2.425V会导致OUTAN/OUTBN相对于OUTA/OUTB高级。电压高于2.575V导致OUTAN/OUTBN相对于OUTA/OUTB被延迟。电压为2.50V±75mV时,相位差为零。一个弱的内部50%分压器和VREF导致无相位延迟如果这个输入是浮动的。相位延迟/提前范围为0或40ns至300ns,相位差随电压增大而增大与2.5V的偏差增加。两者之间的关系控制电压和相位差是非线性的。收益当控制电压接近2.5V时,(△t/△V)很低并且很快随着电压接近控制范围。此行为使设计器选择较短延迟/提前持续时间时的准确性。当PWM输出相对于SR输出延迟时(VADJ<2.425V),延迟时间不应超过死区时间由RTD和CT确定。IOUT-样品4x缓冲放大器的输出保持捕获和平均CS信号的电路。斜坡-这是锯齿波的输入脉冲宽度调制比较器。斜坡引脚在脉冲宽度调制信号的终止。锯齿电压波形此输入处需要。对于当前模式控制,该引脚为直接连接到CS和电流回路反馈信号应用于两个输入。对于电压模式控制振荡器锯齿波可以缓冲并用于产生适当的信号,或者斜坡可以连接到通过RC网络的输入电压前向控制,或斜坡可通过产生所需锯齿波的RC网络。FB-FB是误差放大器(EA)的反向输入。这个放大器可用作电压误差放大器反馈或用作平均限流放大器(IEA)。如果未使用放大器,FB应接地。VERR-VERR引脚是误差放大器的输出控制脉冲宽度调制比较器的反向输入。反馈补偿元件连接在VERR和FB之间。有一个标称的1毫安上拉电流源连接到维尔。软启动是作为VERR信号。当VERR被拉到0.6V以下。OUTAN和OUTBNOUTA和OUTB的补码分别达到100%发生这种情况时的占空比。SS-将软起动正时电容器连接在该引脚之间控制软启动持续时间。的价值电容器决定占空比的增加率启动期间。虽然电容的最小值不是必需,建议至少100pF的值为用于抗噪音。SS也可用于通过接地来抑制输出通过集电极/漏极中的小晶体管配置。

功能描述

特征

ISL6742脉宽调制是低成本电桥的最佳选择在需要精确的占空比和死区时间控制。有很多保护措施控制功能,高度灵活的设计,最小的外部组件是可能的。它的许多特点包括电流或电压模式控制,可调软启动,峰值以及平均过电流保护、热保护,具有可变延迟/提前的同步整流器输出定时和可调振荡器频率。振荡器ISL6742振荡器,具有可编程的频率范围设置为2兆赫,只有一个外部电阻和电容器。开关周期是定时电容充电的总和以及出院时间。充电时间由CT和一个固定的200微安内部电流源。出院持续时间由RTD和CT确定。

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其中tC和tD是充电和放电时间,tSW是振荡周期,fSW是振荡器频率。因为岛6742是双端的控制器,一个输出切换周期需要两个振荡器循环。实际充放电时间将稍长由于内部传播延迟大约10ns/过渡。这种延迟直接增加了切换持续时间,但也会导致定时电容器峰谷电压阈值,有效增加定时电容器上的峰间电压。此外,如果使用非常低的放电电流,则由于CT引脚的输入阻抗而增加误差。最大占空比D和死区时间百分比(DT)可以计算公式:a589232e-6941-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

软启动操作

ISL6742具有使用外部电容器的软启动功能与内部电流源连接。软启动减少启动期间的部件应力和浪涌电流。启动时,软启动电路限制错误电压输入(VERR)值等于软起动电压。这个输出脉冲宽度随软启动电容电压的增大而增大增加。这会增加占空比在软启动期间调零至调节脉冲宽度。当软启动电压超过错误电压时,软启动已完成。软启动发生在启动期间和恢复之后从故障状态。软启动充电周期可能是使用公式6计算:a589232f-6941-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

其中t是充电周期,单位为ms,C是软启动电容器(单位:μF)。软启动持续时间电源将小于或等于该值,取决于反馈回路何时控制。软启动电压钳制为4.50V公差为2%。适用于“软启动”如果电流远低于70微安充电电流。使用SS引脚作为禁用可以抑制输出输入。把SS拉到0.27V以下,所有输出都会变低。空旷的集电极/漏极配置可用于连接禁用SS引脚的信号。栅极驱动ISL6742的输出能够进行寻源和下沉10mA(额定VOH,VOL),用于与集成场效应管驱动器或分立双极相结合图腾柱司机。输出的典型导通电阻为50Ω。过电流运行两个过电流保护机制可用于电源设计。第一种方法是逐周期峰值过电流保护,提供快速响应。这个第二种方法是一种较慢的平均方法,它产生恒流或“砖墙”限流行为。中频电压模式使用控制,平均过电流保护通过维持负载来维持变压器的磁通平衡半个循环之间的循环对称性。应用于CS引脚的电流检测信号连接到峰值电流比较器和采样保持平均电路。在70ns前缘消隐(LEB)延迟后电流检测信号在开启期间被主动采样确定循环的平均电流,结果为放大4倍,输出到输出管脚上。如果RC滤波器是置于CS输入端,其时间常数不应超过约50ns或IOUT上可能会引入重大错误

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图8显示了CS信号和在稳态条件下。IOUT是反恐精英。图9显示了电流的动态行为当CS被外部正弦调制时的平均电路挥手。注意IOUT是由采样保持电路更新的在激活输出脉冲结束时。

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IOUT上的平均电流信号保持准确输出电感电流是连续的(CCM操作)。一旦电感电流变得不连续(DCM操作),IOUT表示1/2的峰值电感电流大于平均电流。发生这种情况的原因是保持电路仅在开关接通时激活循环。当电感电流达到关闭时间为零。如果需要平均过电流限制,IOUT可与ISL6742的可用错误放大器。通常,IOUT是根据需要分解和过滤以达到所需的振幅。产生的信号被输入到当前的错误中放大器(IEA)。IEA与大多数的PWM控制器,除了它不能提供电流。相反,VERR有一个单独的内部1毫安上拉电流来源。使用内部0.6V参考电压。在FB处施加的电压是集成的相对于0.6V参考电压。产生的信号,VERR,是应用于与斜坡上的锯齿电压。如果FB小于0.6V,IEA将开环(不能产生电流),VERR将处于一个水平由电压回路决定,占空比为不受影响。随着输出负载的增加,输出会增加,施加在FB上的电压将增加,直到它达到0.6V。此时,IEA将根据需要降低VERR将输出电流保持在与0.6伏参考电压。当输出电流再次下降时低于平均电流限制阈值时,IEA返回到开环条件,占空比再次由电压回路。平均电流控制回路的行为与典型电源中的电压控制回路,除了它调节电流而不是电压。ISL6742上提供的EA也可用作电压反馈控制回路的电压EA,而不是如前所述的当前EA。外部运算放大器可用作电流或电压EA提供不允许电路将电流输入VERR。外部EA必须只有汇电流,这可以通过把二极管与其输出串联起来。采样保持缓冲区的4x增益允许CS信号上的150mV至1000mV峰值,取决于电阻分压器放在接口上。的总带宽平均电流回路由积分电流决定EA补偿和IOUT上的除法器。

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