電源控制芯片應用管理論文

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

關鍵詞：DC/DC變換；控制芯片DPA426；應用

引言

DPA426是PI(PowerIntegrationGmbH)公司設計的，高度集成的DC/DC電源控制芯片。它內部集成了一個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開關控制、外部時鐘同步、軟啟動及關斷自動重啟動、熱關斷保護等功能集于一身。只需極少的外部元器件就可實現眾多功能，不但使設計簡化，節省空間，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，并采用鋁基板設計，就可實現模塊化設計。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，用戶可根據需要選用。

圖1

1DPA426簡介

DPA426的輸入電壓范圍為16～75V，其內部功能框圖見圖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）在線感應腳，用于過、欠壓檢測，ON/OFF開關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）接芯片內部功率MOSFET源極；

腳5FREQUENCY（F）用于選擇工作頻率；

腳7DRAIN（D）接芯片內部功率MOSFET漏極。

下面介紹一下各功能的實現。

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的作用是使輸入電壓達到設定值時，芯片才開始工作，防止誤觸發；過壓保護則是保護電路輸入部分，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RIL接于腳3與腳4之間，就可實現對內部功率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開關控制可實現對芯片的開關控制，腳3若懸空則芯片停止工作，見圖5；若在三極在電源開啟時，防止浪涌電流過大而損壞內部功率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狀態，恢復正常后使電路重新啟動。

熱關斷保護用來保護芯片不因過熱而損壞，當芯片溫度高于137℃時，芯片內部保護電路會使內部功率MOSFET停止工作；當芯片溫度低于110℃時，保護會自動解除，芯片繼續工作。

2電路設計

實用電路見圖8。

圖8是一標準單路輸出、正激式DC/DC變換器，輸入電壓為36～72V，48V輸?時效率可達90％。電阻R1設置輸入過、欠壓保護分別為33V和86V；R3用來設置輸入電流限制；腳5連接于腳1使芯片工作于300kHz；VR1用來嵌位功率MOSFET的漏極電壓并使磁芯復位；C9及R5用來保護Q2，使漏源電壓不超過Vdss；次級功率MOSFETQ1，Q2用來實現同步整流，提高整機工作效率；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；穩壓部分采用了比較器431，與R10及R11組成的輸出分壓網絡進行比較，并通過偏置繞組提供的偏置電流完成穩壓；D3及C13組成一個軟啟動網絡，與芯片內部限流、軟啟動共同用來防止電源啟動時的過沖現象，R7用來給C13放電；R6，C16，R12，C14，R9，R4，C5共同完成控制循環響應。

圖8

3結語

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，正因為它的高度集成而使設計得到簡化，設計者感到方便、簡捷。