PA-Switch系列集成控制器在小功率DC-DC變換器中的應(yīng)用（二）

5．應(yīng)用

5．1 DPA-Switch的選擇

實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，選用何種型號(hào)的DPA-Switch，應(yīng)根據(jù)變換器的最大輸出功率、效率、散熱以及成本等因素綜合考慮。比較簡(jiǎn)便的方法是借助DPA-Switch的“輸出功率－耗散功率關(guān)系表”，如表1－表3所示。

注意，上述關(guān)系表是在5V單路輸出及采用肖特基二極管整流，同時(shí)DPA-Switch散熱狀況良好，結(jié)溫低于100℃的條件下得出的。

通過表1－表3可以直觀的看出，在不同的直流輸入范圍內(nèi)，DPA-Switch的輸出功率與耗散功率的關(guān)系。例如，當(dāng)輸入直流電壓范圍為36V-75V時(shí)，DPA424R在23W變換器中的典型耗散功率為1W，而DPA425R在23W變換器中的典型耗散功率僅為0.5W。由于在相同條件下DPA425R的耗散功率更低，變換器的效率能夠提高大約2％。由此可知，在通常情況下，對(duì)于小功率DC－DC變換器，為了獲取更高的效率，可以選用規(guī)格高一等級(jí)的控制器。

5．2 相關(guān)問題

（1）初級(jí)箝位

為了防止DPA-Switch內(nèi)部開關(guān)管漏極電壓受初級(jí)漏感電流的影響而超出其額定值，在初級(jí)側(cè)需要增加箝位網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際當(dāng)中箝位網(wǎng)絡(luò)由齊納二極管和小容量電容構(gòu)成并跨接在初級(jí)繞組上，不但效果良好，而且成本也較低。

（2）輸出整流

次級(jí)整流推薦采用肖特基二極管或同步整流結(jié)構(gòu)。

（3）軟啟動(dòng)

由于反饋環(huán)路動(dòng)作需要一定的時(shí)間，變換器在啟動(dòng)過程中承受的應(yīng)力非常大，因此DPA-Switch內(nèi)部加入了軟啟動(dòng)電路。在軟啟動(dòng)過程中，大約經(jīng)過5ms的時(shí)間，占空比才由零線性上升至DCMAX。同時(shí)，初級(jí)限流閾值也由85％上升至100％。輸入電壓在這段時(shí)間內(nèi)逐步上升，直至反饋環(huán)路開始起作用。軟啟動(dòng)電路有效降低了啟動(dòng)過程中DPA-Switch內(nèi)部MOSFET、箝位電路以及輸出二極管的開關(guān)應(yīng)力，避免變壓器飽和。另外，軟啟動(dòng)電路還能夠起到抑制輸出電壓過沖的作用。在某些應(yīng)用場(chǎng)合下，可以省掉輸出平滑電容。

（4）開關(guān)頻率

DPA-Switch提供300KHz和400KHz兩種開關(guān)頻率。對(duì)于采用變壓器次級(jí)直接驅(qū)動(dòng)的同步整流結(jié)構(gòu)，開關(guān)頻率推薦采用300KHz。因?yàn)榇藭r(shí)貯存在電感中的磁化能量更多，足以驅(qū)動(dòng)MOSFET。

（5）變壓器

在正激變換器設(shè)計(jì)中，推薦變壓器的最大工作磁通在1500高斯左右變化，而峰值磁通密度在3500高斯左右比較合適，并應(yīng)確保磁性元件，包括變壓器和輸出電感，在過載等極限狀態(tài)下不飽和。如果為了提高變換器的效率而選用了高一等級(jí)的DPA-Switch，應(yīng)將其限流閾值下調(diào)至峰值工作電流附近，一方面限制過載功率，另一方面也可減小次級(jí)元件的尺寸。

（6）空載及待機(jī)功耗

在輕載或空載狀態(tài)下的“周期跳越”功能能夠顯著降低功耗。如果在一些應(yīng)用場(chǎng)合不宜采用“周期跳越”功能，則需要外接預(yù)置負(fù)載。

（7）電路布局

DPA-Switch的基板在芯片設(shè)計(jì)時(shí)與內(nèi)部MOSFET的源極連在一起，這樣做的目的是使DPA-Switch的基板起到開關(guān)大電流功率回線的作用。因此，在電路布局時(shí)需用寬的、低阻抗印制線將DPA-Switch的基板與輸入解耦電容相連。注意，DPA-Switch的Source引腳不再流過大功率電流，而只作為信號(hào)地使用。如果布局上有誤，將造成工作異常。

Control引腳上的旁路電容應(yīng)與Source引腳及Control引腳緊挨在一起，Source引腳與Line-Sense引腳和External Current Limit引腳之間的元件也應(yīng)盡量靠近。需要注意的是，流過Source引腳的開關(guān)電流必須經(jīng)過單獨(dú)的印制線與輸入電容相連，而不能與Control引腳、Line-Sense引腳或External Current Limit引腳上的元件共用印制線。

與Line-Sense引腳和External Current Limit引腳連接的所有印制線都應(yīng)盡可能的短，并遠(yuǎn)離Drain引腳的印制線。另外，Line-Sense引腳與其外接電阻之間、Control引腳與其外接電容之間、反饋光藕與Control引腳及Source引腳之間的印制線都應(yīng)盡可能的短，以避免噪聲耦合干擾。