面向中等功率應(yīng)用的AC/DC功率管理IC

傳輸時延補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的功率控制

對于某些應(yīng)用而言，嚴(yán)格的功率控制十分重要，這也是大多數(shù)應(yīng)用所期望的。這款芯片保留了非連續(xù)電流模式和最大峰值電流控制特性。然而，在不同輸入電壓下的最大功率變化仍然很大(>30%)。這是由讀入端到柵控制端之間的邏輯電路的傳輸時延所造成的。典型的傳輸時延時間大約為200ns。為了保持快速的功率控制，需要進(jìn)行補(bǔ)償。ICE3BS03LJG利用了輸入電壓和占空比之間的反比關(guān)系，從而相應(yīng)地自動調(diào)整峰值電流限制閾值(見圖7)。最終，它可以在不同輸入線壓下，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的功率控制。

圖7傳輸時延補(bǔ)償

對采用ICE3BS03LJG的60W演示板進(jìn)行的測量表明，在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)，峰值輸出功率的變化大約為3%(見圖8)。

圖860W ICE3BS03LJG演示板測量結(jié)果

增強(qiáng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)可靠系統(tǒng)設(shè)計(jì)

保護(hù)功能是決定系統(tǒng)是否可靠強(qiáng)健的一個重要因素。因此需要采用足夠的保護(hù)措施。

ICE3BS03LJG提供了所有必需的保護(hù)功能以確保系統(tǒng)安全工作。它提供了兩種保護(hù)功能：自動重啟動和栓鎖。自動重啟動可實(shí)現(xiàn)過載、開環(huán)、Vcc欠壓、光耦合器短路等保護(hù)。對于那些諸如Vcc過壓、過熱、線圈短路等更嚴(yán)重的故障，它將進(jìn)入鎖存保護(hù)模式。一旦進(jìn)入了這種保護(hù)模式，只有在Vcc電壓需要降低到6.23V以下時，才能復(fù)位到正常工作模式。該器件設(shè)置了一個靈活的外延保護(hù)引腳，從而可以滿足用戶定制保護(hù)的要求，如輸出過壓、MOSFET過熱等保護(hù)。將BL引腳連接到0.25V的電壓即可方便地啟用保護(hù)模式，此時芯片將進(jìn)入栓鎖模式。

表1是保護(hù)模式和故障條件的列表。

表1 保護(hù)模式和故障條件

過載保護(hù)功能對于電源而言十分重要，因?yàn)樗梢苑乐闺娫丛陂L時間過載狀態(tài)下出現(xiàn)過熱的情況。然而，如果保護(hù)時間太短，對特定應(yīng)用而言就不夠靈活。

ICE3BS03LJG提供了一個屏蔽時間方案，該方案可以在經(jīng)過期望的屏蔽時間之后進(jìn)入保護(hù)模式，因此它可以在提供足夠保護(hù)的同時，保持一定程度的靈活性。

這個屏蔽時間方案被劃分成兩種模式：基本模式和擴(kuò)展模式。在基本模式方案中，屏蔽時間被內(nèi)置為20ms，即系統(tǒng)將在20ms的屏蔽時間之后進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。在擴(kuò)展模式方案中，可以通過在BL引腳上增加一個外部電容(CBK)以在基本模式的基礎(chǔ)上提高屏蔽時間，也就是說總的屏蔽時間=基本屏蔽時間+擴(kuò)展屏蔽時間。

當(dāng)出現(xiàn)過載故障時，反饋(FB)電壓將會升高，直到4.0V。隨后屏蔽時間方案將被激活。該方案將首先進(jìn)入基本模式：20ms。如果在BL引腳上沒有CBK電容，BL引腳上的電壓將立刻被一個13mA的內(nèi)部電流源從0.9V充電至4.0V。隨后，它將立即啟動自動重啟動保護(hù)功能。如果BL引腳上連有一個CBK電容，那么只有在經(jīng)過額外的充電時間，在BL引腳上的電壓被13mA電流源從0.9V充電至4.0V時，才能啟動保護(hù)功能。這個充電時間被稱為擴(kuò)展屏蔽時間(見圖9)。

圖9過載保護(hù)時的屏蔽時間的框圖

總屏蔽時間T屏蔽=基本屏蔽時間+擴(kuò)展屏蔽時間=20ms+

圖10給出了過載保護(hù)時在基本模式(左)以及基本加擴(kuò)展模式(右)下捕獲到的屏蔽時間波形。

圖10 過載保護(hù)時的屏蔽時間：基本模式(左)和擴(kuò)展模式(右)

結(jié)語

ICE3BS03LJG是英飛凌最新推出的一款功率控制芯片。它具有極低的待機(jī)功耗，良好的EMI特性，嚴(yán)格的最大功率控制，強(qiáng)健的保護(hù)功能等。所有的這些技術(shù)和特性使得ICE3BS03LJG成為中等功率電源應(yīng)用的最佳解決方案。