全桥移相控制技术(精)
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全桥移相控制技术的重大进步
LTC3722-1/-2相移式PWM控制器提供了全桥零电压开关(ZVS)能做高效率转换的全部控制功能。自适应方式的ZVS电路延迟功能将开启信号提供给每个MOSFET以克服各个元件的偏差,手动设置延迟的方式,可使二次侧同步整流的驱动信号直接做到开启延迟。
LTC3722-1/-2的特色还在于调节同步整流时序,以便达到最佳效率。UVLO调节输入电压加上后,使系统有精确的开启及关断电压。LTC3722-1为峰值电流型控制方式,可准确调节斜率补偿及前沿削隐。LTC3722-2采用电压型控制并具备电压前馈功能。
此外,两款IC还有极低的起动电流及工作电流。都有完整的保护功能,并采用24Pin的表面贴装式外型结构。
各引脚功能说明如下:(3722-1/-2)
SYN.(1Pin)振荡器的同步输入及输出功能端.同步输入的阈值为1.9V。同时与CMOS及TTL逻辑兼容,此端接一支5.1K电阻到地。
DPRG.(2Pin) 对不履行ZVS传输延迟时进行调节,接一电阻到VREF以便设置输出端A.B.C.D的最大开启延迟,其正常电压为2V。
RAMP.(NA/Pin2) 对LTC3722-2输入到相位调制比较器,RAMP上的电压内部电平移到650mV。
CS (3Pin)对LTC3722-1,逐个电流脉冲过流限制比较器输入,斜率补偿电路的输出,通常为300mV阈值,超过650mV时动作。
COMP(Pin4) 误差放大器的输出,倒相输入进到相位调制器。
RLEB (Pin5/NA) 前沿消隐的定时电阻,用一个10K到100K电阻调节可以从40ns 到310ns的电流检测信号的前沿消隐。推荐采用一个±1%电阻,LTC3722-2则有固定消隐时间,大约80ns。
FB (6pin) 误差放大器反相输入端,这里为LTC3722的反馈电压输入,通常为1.204V.
SS (7Pin) 软起动(重启延迟)电路的定时电容,从SS到GND接一支电容,给一斜波(LTC3722-1)或一占空比。(LTC3722-2),在过载条件下,SS放电到地,然后重新起动。
NC (8Pin) 空脚,接到GND。
PDLY (9Pin) 被动臂的延迟电路输入,PDLY通过一分压器接到桥的左腿,(自适应ZVS型)而在固定ZVS型,在PDLY上有0~2.5V之间的电压,给被动腿调节固定的ZVS延迟时间。
SBUS.(10Pin) 线路电压检测输入,SBUS接到主直流电压反馈,采用一分压器,用于自适应ZVS控制,电压分压器设计成产生1.5V于SBUS上,如果SBUS接到VREF,则LTC3722-1/-2成为固定ZVS延迟型。
ADLY (11Pin) 主动臂的延迟电路输入,ADLY通过一分压器接到右腿,(自
适应ZVS型)。而在固定ZVS型,在ADLY上有0~2.5V之间的电压,调节固定的ZVS延迟时间给主动腿的传输。
UVLO.(12Pin) 调节系统开启及关断的输入电压值,正常情况UVLO的阈值为
5V。UVLO接到主DC输入系统,通过一分压器执行。当UVLO的阈值超出时,LTC3722的软启动开始,一个10uA电流去调节系统的滞留电压量,系统的工作窗口的水平可以用改变电阻分压器来调节。
SPRG (13Pin) 接电阻到GND,来设置关断延迟时间给同步整流的驱动输出,正常工作时其电压约为2V。
VREF.(14Pin) 5V基准输出,VREF可供出18mA电流给外电路,VREF要1uf电容做旁路耦合。
OUTF.(15Pin) 与OUTB及OUTC一起给出50mA同步整流驱动。
OUTE (16Pin) 与OUTA及OUTD一起给出50mA同步整流驱动。
OUTD (17Pin) 给桥路主动腿(低边)50mA驱动信号。
Vcc (18Pin) 电路供电电压输入,其为10.25V的并联式稳压器。在Vcc电压达到足够高时,Vcc并联稳压器导出电流,欠压比较器阈值即超出,一旦Vcc并联稳压器开启,Vcc即能降到6V以上的维持工作。
OUTC (19Pin) 给桥路主动臂(高边)供50mA驱动。
OUTB (20Pin) 给桥路从动腿(低边)供50mA驱动。
OUTA (21Pin) 给桥路从动臂(高边)供50mA驱动。
PGND (22Pin) LTC3722的功率地要接瓷介电容作旁路。
GND (23Pin) LTC3722的控制电路公共端,也要接旁路电容。
CT (24Pin) 振荡器的定时电容,要选用低ESR的瓷介电容。
LTC3722的内部等效电路如图1所示。
图1 LTC3722的内部等效电路
工作过程描述:
相移全桥PWM方式.
传统的全桥开关电源拓扑,最常用于大功率隔离式或脱线电源。虽然它需要多加两个开关元件。但其能输出更大功率,又有较高的效率,且变压器体积比单端方式的都小。开关还有较小的电压及电流应力。全桥变换器还提供固有的变压器磁芯自动复位及平衡。因而可有最大占空比,进一步提高效率,而软开关的全桥,可进一步改善性能提高效率。其开关波形如下面图3。这种零电压开关(ZVS)技术展示出寄生元件在做成软开关模式中所产生的作用。
LTC3722-1/-2控制的相移式PWM控制器,提供了更强的功能,以便简化设计,达到ZVS软开关的目的,主要特色有:
(1)真实的自适应及准确的ZVS方式,达到更高的效率和更高的占空比利用能力,减小或消除外部的调整。
(2)固定ZVS能力。增强了对二次侧控制,简化了外部电路。
(3)内部产生驱动信号以调整二次侧的倍流同步整流。
(4)调节前沿消隐,防止不稳定状态,减少外部CS的滤波元件。
(5)可调斜率补偿,消除外部胶合电路。
(6)实现最佳的电流型控制,减小起动过冲,使系统从故障中迅速恢复。
(7)可方便调整系统的UVLO,达到准确的起动电压。