新型DC/DC電源控制芯片DPA426的應(yīng)用

    關(guān)鍵詞：DC/DC變換；控制芯片DPA426；應(yīng)用

引言

DPA426是PI(PowerIntegrationGmbH)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(gè)200V的高頻功率MOSFET，并將PWM控制、工作頻率選擇、輸入過(guò)欠壓檢測(cè)、可編程電流限制、ON/OFF開(kāi)關(guān)控制、外部時(shí)鐘同步、軟啟動(dòng)及關(guān)斷自動(dòng)重啟動(dòng)、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(jiǎn)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。

圖1

1 DPA426簡(jiǎn)介

DPA426的輸入電壓范圍為16～75V，其內(nèi)部功能框圖見(jiàn)圖1，外形封裝見(jiàn)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(guò)、欠壓檢測(cè)，ON/OFF開(kāi)關(guān)控制及外部時(shí)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。

    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(guò)欠壓檢測(cè)輸入欠壓保護(hù)的作用是使輸入電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，芯片才開(kāi)始工作，防止誤觸發(fā)；過(guò)壓保護(hù)則是保護(hù)電路輸入部分，不會(huì)因輸入電壓過(guò)高而損壞，見(jiàn)圖3。

可編程電流限制將一電阻RIL接于腳3與腳4之間，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部功率MOSFET漏極電流的限制，防止因輸出過(guò)流或短路引起的損壞，見(jiàn)圖4。

    ON/OFF開(kāi)關(guān)控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的開(kāi)關(guān)控制，腳3若懸空則芯片停止工作，見(jiàn)圖5；若在三極在電源開(kāi)啟時(shí)，防止浪涌電流過(guò)大而損壞內(nèi)部功率MOSFET及防止變壓器飽和；自動(dòng)重啟動(dòng)功能是在電路工作不正常時(shí)，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(dòng)。

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

2 電路設(shè)計(jì)

實(shí)用電路見(jiàn)圖8。

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?時(shí)效率可達(dá)90％。電阻R1設(shè)置輸入過(guò)、欠壓保護(hù)分別為33V和86V；R3用來(lái)設(shè)置輸入電流限制；腳5連接于腳1使芯片工作于300kHz；VR1用來(lái)嵌位功率MOSFET的漏極電壓并使磁芯復(fù)位；C9及R5用來(lái)保護(hù)Q2，使漏源電壓不超過(guò)Vdss；次級(jí)功率MOSFETQ1，Q2用來(lái)實(shí)現(xiàn)同步整流，提高整機(jī)工作效率；L2的初級(jí)用作輸出扼流圈，次級(jí)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(guò)偏置繞組提供的偏置電流完成穩(wěn)壓；D3及C13組成一個(gè)軟啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，與芯片內(nèi)部限流、軟啟動(dòng)共同用來(lái)防止電源啟動(dòng)時(shí)的過(guò)沖現(xiàn)象，R7用來(lái)給C13放電；R6，C16，R12，C14，R9，R4，C5共同完成控制循環(huán)響應(yīng)。

圖8

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述可以看出，DPA?Swithc系列芯片是一種高度集成的DC/DC電源控制芯片，正因?yàn)樗母叨燃啥乖O(shè)計(jì)得到簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)者感到方便、簡(jiǎn)捷。