新型DC/DC電源控制芯片DPA426的應(yīng)用

時間：2011-02-24 10:51:15

關(guān)鍵字：電源控制芯片 DC電源 DC/DC BSP

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[導(dǎo)讀]摘要：介紹了一種基于高度集成的DC/DC電源控制芯片DPA426的實(shí)用電路。關(guān)鍵詞：DC/DC變換；控制芯片DPA426；應(yīng)用　 0 引言 DPA426是PI(Power Integration GmbH)公司設(shè)計(jì)的，高度集成的DC/DC電源控制芯片。它

摘要：介紹了一種基于高度集成的DC/DC電源控制芯片DPA426的實(shí)用電路。

關(guān)鍵詞：DC/DC變換；控制芯片DPA426；應(yīng)用

0 引言

DPA426是PI(Power Integration GmbH)公司設(shè)計(jì)的，高度集成的DC/DC電源控制芯片。它內(nèi)部集成了一個200V的高頻功率MOSFET，并將PWM控制、工作頻率選擇、輸入過欠壓檢測、可編程電流限制、ON/OFF開關(guān)控制、外部時鐘同步、軟啟動及關(guān)斷自動重啟動、熱關(guān)斷保護(hù)等功能集于一身。只需極少的外部元器件就可實(shí)現(xiàn)眾多功能，不但使設(shè)計(jì)簡化，節(jié)省空間，而且可降低成本。DPA426支持正激和反激工作模式，工作頻率高，貼片式封裝；若將外圍元器件及變壓器采用貼片元器件和平面變壓器，并采用鋁基板設(shè)計(jì)，就可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)。另外，DPA426只是DPA-Switch系列控制芯片中的一種，它最大輸出100W，還有DPA423－425，輸出功率分別為18W，35W，70W，用戶可根據(jù)需要選用。

1 DPA426簡介

DPA426的輸入電壓范圍為16～75V，其內(nèi)部功能框圖見圖1，外形封裝見圖2，各管腳功能如下：

腳1CONTROL（C）控制腳，接內(nèi)部誤差放大器同相輸入端，為反饋電流輸入端，用于占空比控制；

腳2LINE?SENSE（L）在線感應(yīng)腳，用于過、欠壓檢測，ON/OFF開關(guān)控制及外部時鐘同步；

腳3EXTERNALCURRENTLIMIT（X）外部電流限制腳，用于輸入電流的可編程限制；

腳4SOURCE（S）接芯片內(nèi)部功率MOSFET源極；

腳5FREQUENCY（F）用于選擇工作頻率；

腳7DRAIN（D）接芯片內(nèi)部功率MOSFET漏極。

圖1 功能框圖

圖2 外形圖

下面介紹一下各功能的實(shí)現(xiàn)。

頻率選擇將腳5與腳4短接，工作頻率為400kHz；將腳5與腳1短接，工作頻率為300kHz，腳5不能懸空。

輸入過欠壓檢測輸入欠壓保護(hù)的作用是使輸入電壓達(dá)到設(shè)定值時，芯片才開始工作，防止誤觸發(fā)；過壓保護(hù)則是保護(hù)電路輸入部分，不會因輸入電壓過高而損壞，見圖3。

可編程電流限制將一電阻R_IL接于腳3與腳4之間，就可實(shí)現(xiàn)對內(nèi)部功率MOSFET漏極電流的限制，防止因輸出過流或短路引起的損壞，見圖4。

ON/OFF開關(guān)控制可實(shí)現(xiàn)對芯片的開關(guān)控制，腳3若懸空則芯片停止工作，見圖5；若在三極

管集電極接一電阻，就可實(shí)現(xiàn)電流限制，見圖6。

外部時鐘同步是指用一外部時鐘信號控制芯片工作頻率，見圖7。 [!--empirenews.page--]

軟啟動及關(guān)斷自動重啟動軟啟動功能是在電源開啟時，防止浪涌電流過大而損壞內(nèi)部功率MOSFET及防止變壓器飽和；自動重啟動功能是在電路工作不正常時，使芯片處在一種低功耗的保護(hù)狀態(tài)，恢復(fù)正常后使電路重新啟動。

圖3 輸入過欠壓檢測電路

圖4 漏極電流限制電路

圖5 ON/OFF開關(guān)控制電路

圖6電流限制電路

圖7外部時鐘同步電路 [!--empirenews.page--]

熱關(guān)斷保護(hù)用來保護(hù)芯片不因過熱而損壞，當(dāng)芯片溫度高于137℃時，芯片內(nèi)部保護(hù)電路會使內(nèi)部功率MOSFET停止工作；當(dāng)芯片溫度低于110℃時，保護(hù)會自動解除，芯片繼續(xù)工作。

2 電路設(shè)計(jì)

實(shí)用電路見圖8。

圖8實(shí)用電路圖

圖8是一標(biāo)準(zhǔn)單路輸出、正激式DC/DC變換器，輸入電壓為36～72V，48V輸入時效率可達(dá)90％。電阻R₁設(shè)置輸入過、欠壓保護(hù)分別為33V和86V；R₃用來設(shè)置輸入電流限制；腳5連接于腳1使芯片工作于300kHz；V_R1用來嵌位功率MOSFET的漏極電壓并使磁芯復(fù)位；C₉及R₅用來保護(hù)Q₂，使漏源電壓不超過V_dss；次級功率MOSFET Q₁，Q₂用來實(shí)現(xiàn)同步整流，提高整機(jī)工作效率；L₂的初級用作輸出扼流圈，次級整流、濾波后為芯片提供偏置電流；穩(wěn)壓部分采用了比較器431，與R₁₀及R₁₁組成的輸出分壓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，并通過偏置繞組提供的偏置電流完成穩(wěn)壓；D₃及C₁₃組成一個軟啟動網(wǎng)絡(luò)，與芯片內(nèi)部限流、軟啟動共同用來防止電源啟動時的過沖現(xiàn)象，R₇用來給C₁₃放電；R₆，C₁₆，R₁₂，C₁₄，R₉，R₄，C₅共同完成控制循環(huán)響應(yīng)。