新型CoolSET系列功率因數(shù)控制器ICE1PD265G
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ICE1PD265G是采用獨特的CoolSET技術開發(fā)出來的一種新型集成控制器，將控制器和開關管集成在同一塊芯片上，能夠有效降低變換器的體積和重量，提高系統(tǒng)的散熱性能，如圖2所示。
ICE1PD265G內(nèi)部集成了寬帶電壓放大器、過壓調節(jié)器、單相限乘法器、電流比較器、零電流檢測電路、PWM邏輯電路、圖騰柱式驅動輸出電路、精密基準電源、重啟動定時器、欠壓鎖定電路以及CoolMOS晶體管，其原理框圖如圖3所示。
在電壓放大器反相輸入端（引腳2）和輸出端（引腳3）之間接入外接電容構成積分器，以實現(xiàn)對輸出平均電壓的監(jiān)測。為了實現(xiàn)對整流電壓紋波中二次諧波的抑制，該積分器的帶寬通常都在20Hz以下。電壓放大器的增益帶寬為3MHz，相位裕量為80度。電壓放大器的非反相輸入端接2.5V的內(nèi)部偏置電壓，其輸出端則直接與乘法器的輸入端相連。當VSENSE（引腳2）上的電壓低于0.2V或VAOUT（引腳3）上的電壓低于2.2V時，驅動電路被禁止。另外，由于CoolMOS功率MOSFET與控制電路集成在一起，必須要考慮開關干擾問題，電壓放大器專門對此進行了優(yōu)化處理，能夠最大限度的減小開關干擾的影響。
當前置變換器啟動、掉載或輸出弧光放電時，輸出電壓將發(fā)生急劇變化，由于積分器的帶寬比較窄，控制器將可能無法對此作出及時的響應。為此，在輸出電壓發(fā)生急劇變化時，積分器的差動輸入電壓保持為零，峰值電流信號通過外接電容流入VAOUT。如果該電流的大小超過控制器內(nèi)部設定的極限值時，乘法器的輸出信號將在過壓調整電路的作用下有所下降，進而縮短了CoolMOS功率MOSFET的導通時間，輸出電壓得以控制。
單相限乘法器將根據(jù)直流輸出電壓和交流半波整流電壓對驅動電路進行控制。乘法器的輸入端在較寬的動態(tài)范圍內(nèi)都能夠保持很好的線性度，其輸出端被內(nèi)部箝位于1.0V，因此在啟動過程中，CoolMOS功率MOSFET得到有效保護。
外接電流檢測電阻將CoolMOS功率MOSFET的源極電流轉換為電壓檢測信號，并與乘法器的輸出信號相比較。為了防止負脈沖信號輸入電流比較器，特意加入一個電流源。在ISENSE（引腳13）上的電位低于電位時，該電流源將向ISENSE引腳提供電流。上升沿消隱時間大約為220ns，在此期間，CoolMOS功率MOSFET的導通峰值電流將被屏蔽。因此，在低載狀態(tài)下，THD也非常小。
RS觸發(fā)器的作用是保證在給定周期內(nèi)，驅動輸出端上開通或關斷驅動信號是唯一的。
零電流檢測器通過輔助繞組實現(xiàn)對電感電流的檢測，確保在電感電流過零時CoolMOS功率MOSFET進入下一個導通周期。這樣，升壓二極管的反向恢復損耗大大降低。當分流電阻上的電壓達到乘法器的輸出電壓時，CoolMOS功率MOSFET關斷。因此，升壓電流波形實際上連續(xù)的三角波，不存在死區(qū)間隔。
為了避免誤觸發(fā)，零電流比較器采用了施密特觸發(fā)器結構，其滯回電壓為0.5V。為防止過零比較器在過壓狀態(tài)下被擊穿，其輸入端被內(nèi)部5V箝位。另外，輔助繞組上需要串接一只限流電阻。
ICE1PD265G內(nèi)部集成了重啟動定時器，當CoolMOS功率MOSFET的關斷時間超過150ns，重啟動定時器將生成重啟動脈沖。
當VCC上的電壓升至其上限閾值VCCH時，欠壓鎖定電路將使ICE1PD265G開通；而當VCC上的電壓降至其下限閾值VCCL時，ICE1PD265G關斷。在整個啟動過程中，偏置電流將小于100μA。
啟動電流由外接啟動電阻提供。偏置電源則由輔助繞組和與之串接的二極管提供，參見圖2-12-5。
ICE1PD265G的工作波形圖如圖4所示。
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