最新开关电源控制芯片M51995及其应用文档格式.docx
- 文档编号:7978124
- 上传时间:2023-05-09
- 格式:DOCX
- 页数:7
- 大小:143.06KB
最新开关电源控制芯片M51995及其应用文档格式.docx
《最新开关电源控制芯片M51995及其应用文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新开关电源控制芯片M51995及其应用文档格式.docx(7页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
起动电压为16V,关闭电压为10V;
改进图腾柱输出方法,穿透电流小;
过流保护采用断续方式工作;
用逐脉冲方法快速限制电流;
欠压、过压锁存电路。
2管脚排列及说明
管脚排列见图1。
各引脚定义如下:
COLLECTOR:
图腾柱输出集电极
Vout:
图腾柱输出
EMITTER:
图腾柱输出发射极
VF:
VF控制端
ON/OFF:
工作使能端
OVP:
过压保护端
DET:
检测端
F/B:
电压反馈端
T-ON:
计时电阻ON端
CF:
计时电容端
T-OFF:
计时电阻OFF端
CT:
断续方式工作检测电容端
GND:
芯片地
CLM-:
负压过流检测端
CLM+:
正压过流检测端
图1M51995AP管脚排列
图2M51995A的原理框图
Vcc:
芯片供电端
3工作原理
M51995A的原理框图如图2所示。
它主要由振荡器、反馈电压检测变换、PWM比较、PWM锁存、过压锁存、欠压锁存、断续工作电路、断续方式和振荡控制电路、驱动输出及内部基准电压等部分组成。
(1)振荡器
振荡电路的等效电路如图3所示。
CF电压由于恒流源的充放电而呈三角波。
在正常工作时
图3振荡器等效电路
充电电流为I1=UT-on/Ron
放电电流为I2=UT-off/Roff+UT-on/16Ron
振荡周期为
T=(UOSCH-UOSCL)CF/(I1+I2)
其中(UOSCH-UOSCL)为三角波的峰峰值,UOSCH≈4.4V,UOSCL≈2.0V,UT-on≈4.5V,UT-Off≈3.5V。
芯片输出最大脉宽为三角波的上升时间,而三角波的下降时间则为死区时间。
当发生过流时,断续方式和振荡控制电路开始工作,此时T-off端电压依赖于VF端电压,振荡器的充电电流同正常工作时一样,
放电电流为
I2'
=(UVF-UVFO)/Roff+UT-on/16Ron
其中UVF为VF端电压,UVFO≈0.4V,
图4正激式变换器中VF端的应用
如果UVF-UVFO<
0,则UVF-UVFO="
0;
"
如果UVF-UVFO>
UT-Off≈3.5V,则UVF-UVFO=UT-Off。
所以当UVF>
3.5V时振荡器的工作和没有发生过流时一样。
通常使VF端电压正比于变换器的输出电压,这样当发生过流而使输出电压变低时死区时间也相应变长,从而进一步降低占空比。
图4显示了正激式变换器中VF端的应用,这里RC构成低通滤波器;
而在反激式变换器中可以对偏置绕组电压进行分压后接到VF端,因为偏置绕组电压正比于变换器的输出电压。
(2)PWM比较锁存部分
图5为PWM比较和锁存部分的电路图,由图可知A点电位为
UA=5.8-15.2k×
(500·
IF/B/3k)
A点电位与振荡三角波比较后锁存,并与从振荡器输出的控制信号逻辑组合后输出。
各点波形如图6所示。
故B、C、D、E各点的逻辑关系为
B=D·
E,C=B·
E=D·
E (3)输出电路
芯片的输出为图腾柱电路,以驱动MOS管。
传统的图腾柱电路具有高穿透电流的缺点,可达1A,这在高频应用时将引起较大的ICC电流和不可避免的IC受热及噪声电压。
M51995A使用了改进的图腾柱电路,在不恶化性能的条件下穿透电流约为100mA。
(4)电流限制电路
在图6中,如果A点波形和三角波的上升沿相交之前电流限制端CLM+或CLM-的电压超过阈值(+200mV/-200mV),过流信号将使输出截止并且这个截止状态持续到下一个周期。
实际上该信号控制
图5PWM比较和锁存
图6PWM比较和锁存部分各点波形
的状态在接下来的死区时间里被复位,所以电流限制电路在每个周期都可以起作用,被称为“逐脉冲电流限制”。
为了消除寄生电容引起的噪声电压的影响,需要使用RC组成的低通滤波器,如图7所示。
a)CLM+的情况(b)CLM-的情况
图7CLM+/CLM-的连接
图8断续方式和振荡控制电路时序
图9断续方式工作电路图
当内部限流电路工作时,断续方式和振荡控制电路开始工作,即输出高电平。
图8为时序图,在断续方式和振荡控制电路输出为高电平并且VF端电压下降到低于约3V的临界值时,断续方式电路开始工作。
图9为断续方式电路的原理图。
当VF端电压高于UTHTIME时,晶体管V导通,CT端电位接近于GND;
当VF端电压低于UTHTIME时,晶体管V截止,CT将被充放电。
SWA闭合而SWB断开时,CT被120μA的电流充电,SWB闭合而SBA断开时,CT被15μA的电流放电,所以CT端呈三角波。
只有在CT端电压上升期才会产生输出脉冲。
显然CT端的三角波频率要远远低于开关振荡频率。
这样功率电路中包括次级整流二极管在内的元器件可被有效保护,以防过流引起的过热。
当断续方式不用时,建议CT端接地。
(5)辅助功能部分
DET端可被用来控制输出电压。
DET端和F/B端之间的电路与并联型可调电压基准芯片431非常相似,当DET端电压高于2.5V时运放具有吸收电流能力,而当DET端电压低于2.5V时输出为高阻。
DET端和F/B端相互具有反相特性,所以建议在它们之间串接电阻和电容以利相位补偿。
OVP和ON/OFF端子可方便地用来实现过压保护和开关芯片工作。
两者都具有迟滞特性。
在过压保护及OFF状态下,芯片的工作电流均由起动电路提供。
ON/OFF端为低电平时芯片才工作,阈值电压为2.4V。
当OVP端高于750mV的阈值电压时芯片进入过压保护状态(OVP)。
为了复位OVP状态,须使OVP端电压低于阈值电压或使VCC低于OVP复位供电电压(典型值为9V)。
图10M51995AP在正激式变换器的中的应用
典型应用
图10和图11分别为M51995AP在正激式和反激
图11M51995AP在反激式变换器的中的应用
式变换器中的应用。
在正激式变换器中,交流输入经全波整流和平滑滤波后进行开关变换。
次级为多组输出,而稳压控制则是对主输出来进行的。
采样和误差放大采用431用基准芯片和光耦以提高输出精度和隔离初级和次级电压。
过流检测使用电流检测变压器。
电源可由外部信号进行开关。
Ron推荐为10k到75k,Roff推荐为2k到30k;
电源电压推荐为12V到17V;
流过R1起动电阻的起动电流推荐300μA以上以稳定起动。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新 开关电源 控制 芯片 M51995 及其 应用