风扇5234 移动友好型PWM/PFM控制器

元器件信息   2022-11-23 10:36   249   0  

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特征 :移动系统的宽输入电压范围(2至24伏)卓越的动态响应和电压前馈平均电流模式控制低侧mosfet或使用感测电阻器的精密过电流VCC欠压锁定电源良好信号轻负载滞后模式使效率最大化QSOP16、TSSOP16300kHz或600kHz操作

应用 :移动PC调节器手持电脑电源

一般说明 :5234-ic/" title="FAN5234产品参数、文档资料和货源信息" target="_blank">FAN5234脉宽调制控制器提供高效率和可调输出0.9V至5.5V的调节需要为I/O、芯片组、存储器组或高性能笔记本电脑中的外围设备以及互联网设备。同步整流轻载滞回运行导致各种负载下的效率。迟滞模式如果所有设备都需要PWM模式,则可以禁用操作负荷水平。通过使用mosfet的rds(on)作为电流传感元件。前馈斜坡调制,平均电流模式控制和内部反馈补偿提供快速对负载瞬变的响应。风扇5234监视这些当软启动完成,输出在它的设定点。内置过电压保护可防止输出电压超过设定值的120%。当过电压条件消失时,自动恢复正常运行。欠压保护闩锁当输出低于设定值的75%时芯片断开完成软启动程序后。可调节的过流功能通过感应监测输出电流通过较低的mosfet的电压降。

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电路说明概述 :FAN5234是一种用于低电压的PWM控制器现代笔记本电脑、台式机和子笔记本电脑。控制器的输出电压可以由外部电阻器设置在0.9V至5.5V的范围内分隔符。同步buck变换器可以从不受控制的直流电源(如笔记本电池)具有电压范围从2V到24V,或从调节系统铁路。在任何一种操作模式下,集成电路都偏离+5V来源。pwm调制器使用平均电流模式采用输入电压前馈控制,简化了反馈回路补偿,改善了线路调节。这个控制器包括集成反馈回路补偿这大大减少了外部组件的数量。根据负载水平,转换器可以运行在固定频率的pwm模式或滞回模式。从PWM模式切换到滞回模式改善了变频器轻载效率及延长电池寿命时间。在滞后模式下,比较器与主时钟,允许在操作模式和减少的信道间交互之间无缝转换。如果变频操作为不需要。

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当车辆识别号来自蓄电池时,振荡器的斜坡振幅与车辆识别号成比例,提供电压前馈改进回路响应的控制当在固定模式,振荡器的斜坡振幅是固定的。然后,根据车辆识别号引脚上的连接确定工作频率(表1)。初始化和软启动假设en为高,则在vcc时初始化fan5234超过上升的uvlo阈值。如果VCC低于uvlo阈值,一个内部上电重置功能禁用芯片。

误差放大器正输入端的电压受SS管脚处的电压限制,SS管脚处的电压用5mA电流源。一旦CSS充电至VREF(0.9V)输出电压将处于调节状态。花在党卫军身上的时间达到0.9V是:b0275558-6ad7-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png其中T0.9以秒为单位,如果CSS以μF为单位。当SS达到1.5V时,电源良好输出启用允许滞回模式。转换器被迫进入软启动期间的脉宽调制模式。

运行模式控制模式控制电路改变转换器的模式从脉宽调制到迟滞,反之亦然,基于当电压极性较低mosfet是导电的,就在上面的mosfet之前打开。对于连续电感电流,sw节点是当下mosfet导通时为负如图所示,变频器在固定频率的脉宽调制模式下工作在图中。这种运作方式达到了高效率在额定载荷下。当负载电流降至其中电感电流流过较低的mosfet在“反向”方向,sw节点变为正,将模式改为滞后模式,从而达到更高的通过降低有效开关频率在低电流下的效率。为了防止意外模式改变或“模式抖动”当sw节点连续八个时钟周期为正(见图)sw节点的极性在较低mosfet传导时间的结束。在脉宽调制和滞回模式之间的转换上下部mosfet关闭软件节点将“响”基于输出电感和寄生电容SW节点,并在输出电压的值处结算。电感电流的边界值,其中电流变得不连续,可以通过以下方法估计表达b0275559-6ad7-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png

滞回模式相反,从滞回模式到pwm的转变当sw节点连续8次为负时发生模式循环。输出电流的突然增加也会导致从滞后模式切换到脉宽调制模式。这个负荷增加了导致输出电压瞬间下降,原因是输出电容器上的电压降esr。如果负载导致输出电压(如VSEN所示)下降低于滞后调节水平(VREF以下20 mV);在下一个时钟周期中,该模式变为脉宽调制。在滞回模式下,PWM比较器及其误差在脉宽调制模式下提供控制的放大器被禁止滞后比较器被激活歇斯底里的低边mosfet以同步方式工作整流器,其上的电压(VDS(开))被监测,当VDS(开)变为正(电流)时,它关闭从负载回流)允许二极管阻塞反向传导。

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当输出电压(VSEN)低于下限阈值(VREF以下10mV)并在以下情况下终止PFM信号VSEN升高超过较高阈值(高于VREF 5mV)。开关频率主要是:1.两个迟滞阈值之间的扩散2.伊洛德3.输出电感电容esr转换回脉宽调制(连续传导模式或CCM)当电感电流上升到足够大时出现模式-在连续8个周期内保持积极。发生这种情况:b027555b-6ad7-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png式中,∏vhysteresis=15mv,esr等于串联电阻。由于不同的控制机制,过渡到pwm操作的负载电流位置通常高于进入滞后模式。滞回模式可通过设置FPWM引脚高来禁用。当前处理部分通过rsense电阻(isns)的电流被采样在q2打开后不久。电流被保持,并且与误差放大器的输出相加。这有效地创建了一个电流模式控制回路。连接到iSNS引脚(RSENSE)的电阻器设置电流增益反馈回路。为了稳定运行,由脉冲宽度调制比较器输入端的电流反馈应为设置为30%的斜坡振幅在最大载荷范围内。以及线路电压下面的表达式将RSENSE的推荐值估计为最大值的函数负载电流(iload(max))和mosfet的值无线电数据系统(打开):b027555c-6ad7-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png

因为电流极限的公差很大程度上取决于对于外部电阻的比率,如果RSENSE开关节点侧的电压降是负载电流的精确表示。当使用mosfet作为敏感元件,rds的变化(on)导致iSN成比例变化。这个值不是只因设备而异,但也有一个典型的结温系数约为0.4%/℃(参考实际值的MOSFET数据表),所以电流极限设定值将按比例减小mosfet芯片温度。当前系数为1.6极限设定值应补偿所有mosfet rds(开)变化,假设mosfet的热沉将保持其工作模具温度低于125°C。

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该区域还与相位“bump”或“reduced”相关联相移。相移减少量取决于平坦增益区域的宽度,并且具有最大值90度。为了进一步简化转换器补偿,调制器增益与输入电压无关通过向振荡器提供车辆识别号的前向变化斜坡。零频率,放大器高频增益和选择调制器增益以满足大多数典型应用。交叉频率将出现在点其中调制器衰减等于放大器高频率增益。系统设计器必须执行的唯一任务完整的是指定输出滤波器电容器的位置十年内某个地方的负荷主极低于放大器的零频率。有了这种补偿由于零极点,很容易获得足够的相位裕度配对相位“boost”。只有当主荷载磁极在频率上的位置太靠左边了轴由于过大的输出滤波电容。在这种情况下,在10KHz…50KHz范围内的ESR零点给出一些额外的“增强”阶段。幸运的是,在移动应用中,保留输出电容器的趋势正好相反尽可能小。保护变频器输出受到监控和保护极端过载、短路、过电压和欠电压条件。

输出持续过载会将pgood引脚设置为低把整个芯片锁上。操作可以通过循环VCC电压或通过切换EN引脚。如果VOUT低于欠压阈值,芯片立即关闭。过电流感应如果电路的电流限制信号(“ILIM DET”,如图)在时钟周期开始时为高,a脉冲跳过电路被激活,HDRV被抑制。电路继续以这种方式跳变8个时钟周期。如果在9点到16点的任何时候循环,再次达到“ILIM DET”,过电流已设置保护闩锁,禁用芯片如果“ILIM det”是在循环9和16之间不发生,正常操作是恢复,过电流电路自行复位。

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过电压/欠电压保护如果VSEN电压超过VREF(0.9V)的120%,则对于上mosfet故障,或由于其他原因,过电压保护比较器将迫使LDRV升高。此动作会主动拉低输出电压,并在如果上面的mosfet发生故障,最终会炸掉蓄电池保险丝。一旦输出电压降到阈值,OVP比较器断开。这个ovp方案提供了一个“软”撬杆功能有助于解决严重的负载瞬变,并且不会使启动时的输出电压-一个常见问题锁存ovp方案。同样,如果输出短路或严重负载瞬态导致输出下降到其调节的75%以下设定值。如果出现这种情况,调节器将关闭向下。过温保护芯片集成了一个过温保护电路当模具温度大约为达到150摄氏度。在模具温度低于125摄氏度时恢复正常操作,并保持内部通电复位,导致完全软启动循环。


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