DPA-Switch系列集成控制器在小功率DC-DC變換器中的應(yīng)用（一）

1．引言

DPA-Switch是美國(guó)Power Integration公司推出的新型系列集成控制器，目前有DPA423R、DPA424R、DPA425R和DPA426R四種型號(hào)。該系列集成控制器采用CMOS工藝，其拓?fù)湫问脚cTOPSwitch系列集成控制器相同，內(nèi)部集成高壓功率MOSFET、PWM控制電路、故障保護(hù)電路以及其他控制電路，是小功率DC－DC變換器高度集成解決方案的理想選擇。

2．特點(diǎn)和引腳說(shuō)明

2．1 特點(diǎn)

DPA-Switch系列集成控制器具有以下特點(diǎn)：

　　（1）內(nèi)部集成電流檢測(cè)電路；

　?。?）內(nèi)置自動(dòng)重啟動(dòng)功能，在輸出過(guò)載及開(kāi)路狀態(tài)下提供相應(yīng)的保護(hù)；

　?。?）定頻PWM控制，300KHz和400KHz兩種開(kāi)關(guān)頻率可供選擇；

　　（4）輸入電壓范圍寬：16VDC－75VDC；

　　（5）電壓模式控制，在不進(jìn)行斜坡補(bǔ)償?shù)臈l件下，占空比能夠達(dá)到75％，同時(shí)提供5-10KHz的環(huán)路帶寬；

　　（6）源極接線結(jié)構(gòu)可有效降低EMI；

　?。?）線電壓欠壓保護(hù)功能符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)；

　?。?）具有線電壓過(guò)壓保護(hù)功能；

　?。?）采用低成本電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步整流功能；

　?。?0）具有軟啟動(dòng)功能，有效降低系統(tǒng)應(yīng)力和過(guò)沖；

　?。?1）限流功能可通過(guò)外部電路編程控制；

　　（12）最大占空比可編程控制；

　?。?3）支持正激和反激電路拓?fù)洌?/p>

　?。?4）獨(dú)特的周期跳越功能；

　?。?5）采用滯后型過(guò)熱關(guān)斷功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障自動(dòng)恢復(fù)；

　?。?6）具有外部時(shí)鐘信號(hào)同步功能。

2．2 引腳說(shuō)明

DPA-Switch系列集成控制器采用6引腳TO-263-7C封裝，如圖1所示。其引腳功能簡(jiǎn)介如下：

Control（C）（引腳1）：控制引腳，誤差放大器及反饋電流輸入端，用于占空比控制。在正常工作狀態(tài)下，由內(nèi)置分流調(diào)節(jié)器提供內(nèi)部偏置電流。電源旁路及自動(dòng)重啟動(dòng)/補(bǔ)償電容也接于該腳。

　　·Line-Sense（L）（引腳2）：母線檢測(cè)引腳，過(guò)壓信號(hào)、欠壓鎖定信號(hào)、母線前饋信號(hào)、遠(yuǎn)程ON/OFF信號(hào)以及同步信號(hào)輸入端。該腳與Source腳（引腳4）相連其功能將失效。

　　·External Current Limit（X）（引腳3）：限流功能外部控制引腳，外部限流調(diào)節(jié)信號(hào)、遠(yuǎn)程ON/OFF信號(hào)輸入端。該腳與Source腳（引腳4）相連其功能將失效。

　　·Source（S）（引腳4）：內(nèi)部輸出MOSFET的源極引腳，變壓器原邊控制電路公共端及參考點(diǎn)。

　　·Frequency（F）（引腳5）：開(kāi)關(guān)頻率選擇端，該端與Source腳（引腳4）相連，開(kāi)關(guān)頻率為400KHz，該腳如與Control腳（引腳1）相連，開(kāi)關(guān)頻率為300KHz。

　　·Drain（D）（引腳6）：內(nèi)部高壓輸出MOSFET漏極輸出端，內(nèi)部高壓偏置電流源通過(guò)該端提供驅(qū)動(dòng)偏置電流。該端還是內(nèi)部漏極電流限幅檢測(cè)端。

3．工作原理

DPA-Switch系列集成控制器的內(nèi)部原理框圖如圖2所示。由于DPA-Switch采用了與TOPSwitch相同的拓?fù)湫问?，因此TOPSwitch所具有的高壓?jiǎn)?dòng)、逐周限流、環(huán)路補(bǔ)償、自動(dòng)重啟動(dòng)以及過(guò)熱關(guān)斷等基本功能，DPA-Switch同樣具備。除此以外，DPA-Switch還具有一些更先進(jìn)的功能：

　?。?）5ms軟啟動(dòng)限流功能，能夠有效限制抑制系統(tǒng)啟動(dòng)瞬間的峰值電流和峰值電壓，最大限度的減小或去除輸出過(guò)沖的影響；

　?。?）最大占空比和母線前饋功能使DPA-Switch更適用于正激和反激變換器；

　　（3）工作頻率高達(dá)400KHz，磁性部件尺寸更小，所提供的環(huán)路帶寬更寬；

　?。?）輕載時(shí)的周期跳越功能最大限度的降低了待機(jī)功耗；

　?。?）母線欠壓檢測(cè)功能確保系統(tǒng)在上電或掉電過(guò)程中正常工作，并使系統(tǒng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；

　?。?）母線過(guò)壓保護(hù)功能使DPA-Switch在輸入過(guò)壓和母線浪涌電壓條件下獲得足夠的保護(hù)；

　?。?）限流功能可以通過(guò)外部電路進(jìn)行設(shè)置，極大的提高了設(shè)計(jì)的靈活性，并能夠有效的抑制因過(guò)載而造成的功率激升；

　?。?）能夠?qū)崿F(xiàn)同步功能；

　?。?）能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程ON/OFF功能；

　?。?0）具有熱故障排除后系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)功能；

　　（11）開(kāi)關(guān)頻率、限流閾值以及欠壓鎖定閾值精確而穩(wěn)定，受溫度變化的影響很小。