DPA-Switch系列集成控制器在小功率DC-DC變換器中的應用（一）

3．5 誤差放大器

在采用原邊反饋控制的應用中，分流調節(jié)器還可以起到誤差放大器的作用。分流調節(jié)器的電壓由溫度補償型帶隙基準提供，誤差放大器的增益則由Control引腳的動態(tài)阻抗決定。加在Control引腳上的電壓信號被箝位于Vc，電流信號一部分用于維持芯片的正常工作，其富余部分則由分流調節(jié)器分流后流經(jīng)電阻RE作為電壓誤差信號。

3．6 限流功能

DPA-Switch具有逐周漏極峰值電流限幅功能，該功能是借助輸出MOSFET的導通電阻作為檢測電阻而實現(xiàn)的。限流比較器將輸出MOSFET導通狀態(tài)時的漏－源電壓VDS(ON)和特定的閾值電壓相比較。當VDS(ON)超過這一閾值時，輸出MOSFET將被關斷直至下一個工作周期開始。限流比較器閾值經(jīng)過了溫度補償，能夠最大限度的減小輸出MOSFET的RDS(ON)隨溫度變化而對限流功能產(chǎn)生的影響。限流閾值可以通過外部電路進行編程控制，即在External Current Limit（X）引腳和Source引腳之間接一只電阻，就可以實現(xiàn)對芯片預設限流閾值的調整，調整范圍為預設限流閾值的25％至100％之間。如果將限流閾值調低，就可以選用更高一級規(guī)格的DPA-Switch芯片，利用其更低的RDS(ON)來實現(xiàn)更高的轉換效率。如果在External Current Limit（X）引腳和直流輸入端之間再接一只電阻，如前所述，隨著輸入電壓的升高，限流閾值將隨之下降，以實現(xiàn)功率限制，這在反激變換器中尤為重要。

在輸出MOSFET開通之后，限流比較器將被上升沿消隱電路短暫的屏蔽。如果變換器設計正確的話，上升沿消隱電路將有效防止輸出MOSFET因電流尖峰造成的異常關斷。這里，電流尖峰主要是由原邊電容和副邊整流二極管反向恢復引起的。

3．7 母線欠壓檢測

系統(tǒng)上電時，母線欠壓檢測功能將使DPA-Switch保持關斷狀態(tài)，直到輸入母線電壓達到欠壓閾值上限。系統(tǒng)掉電時，母線欠壓檢測功能將使DPA-Switch保持開通狀態(tài)，直到輸入電壓降至欠壓閾值下限。欠壓閾值的上限和下限取值由接在Line-Sense（L）引腳和直流輸入端之間的電阻決定。為了防止因噪聲引發(fā)的誤觸發(fā)，欠壓閾值下限被設為閾值上限的94％。如果在正常工作狀態(tài)下，欠壓檢測信號達到閾值下限，且這一狀態(tài)持續(xù)的時間超過10μs，芯片將被關斷直到欠壓檢測信號重新達到閾值上限。在此之后，當Control引腳上的電壓上升至5.8V時，將進入軟啟動階段。如果變換器在欠壓檢測信號重新達到閾值上限之前處于異常狀態(tài)，芯片將進入自動重啟動狀態(tài)。在每個自動重啟動周期即將結束時，欠壓比較器被激活。如果欠壓檢測信號達不到閾值上限，在下一個周期，輸出MOSFET將被禁止。需要說明的是，欠壓檢測功能可以被禁止，而且獨立于母線過壓關斷功能。

3．8 母線過壓關斷

母線過壓關斷閾值同樣由母線欠壓檢測電阻決定。當母線電壓超過過壓關斷閾值時，輸出MOSFET將在一個開關周期內(nèi)被強制關斷。過壓關斷閾值與欠壓閾值的比值被預置為2.7。由于輸出MOSFET關斷時，反射電壓以及漏極尖峰電壓的出現(xiàn)，輸入浪涌將大大增加。同樣，為了防止誤觸發(fā)，過壓閾值也留有一定的裕量。與欠壓檢測功能相同，過壓關斷功也能夠被禁止，并獨立于母線欠壓檢測功能。

3．9 母線前饋及DCMAX下降

Line-Sense（L）引腳和直流輸入端之間的電阻還能夠起到母線電壓前饋的作用，以減小輸出紋波，降低母線瞬態(tài)變化對變換器輸出產(chǎn)生的影響。在Control引腳上電流相同的條件下，母線電壓越高，占空比越小。當母線電壓達到過壓閾值時，DCMAX將由75％下降至33％，這樣能夠有效防止正激變換器中變壓器因大的負載瞬變而飽和。

3．10 遠程ON/OFF控制

所謂DPA-Switch的遠程ON/OFF控制是相對于逐周ON/OFF控制而言的。DPA-Switch的開通和關斷可以通過控制流入Line-Sense（L）引腳或流出External Current Limit（X）引腳的電流進行控制，這樣就可以通過多種方式實現(xiàn)DPA-Switch的遠程ON/OFF控制。例如在External Current Limit（X）引腳和Source引腳之間接入一只開關管或光耦，遠程ON/OFF控制功能將被激活，而在Line-Sense（L）引腳和Control引腳之間接入一只開關管或光耦，遠程ON/OFF控制功能將被禁止。

當發(fā)生欠壓、過壓故障，或者接收到遠程OFF信號時，DPA-Switch在輸出關斷之前仍會使相應的電流開關周期得以完成。此時，內(nèi)部振蕩器將停止工作直到故障信號排除。

遠程ON/OFF控制能夠使變換器在待機狀態(tài)，以及DPA-Switch在長時間關斷狀態(tài)下的功耗保持在相當?shù)偷乃?。如果DPA-Switch在遠程關斷狀態(tài)下的時間超過10μs，Control引腳將進入滯回工作模式。在該模式下，Control引腳上的電壓通過充放電周期在4.8V至5.8V之間交替變化。此時，高壓直流輸入將與DPA-Switch完全斷開，芯片處于極低功耗狀態(tài)。當DPA-Switch接收到遠程開通信號時，芯片將在Control引腳上的電壓再次達到5.8V時重新進入啟動過程。在最壞情況下，DPA-Switch在接收到遠程開通信號到重新啟動的延遲時間將等于Control引腳外接電容的充-放電周期。假設Control引腳上的外接電容為22μF時，延遲時間將為36ms。

遠程ON/OFF控制功能能夠替代機械開關，從而降低系統(tǒng)成本。同時，還能夠實現(xiàn)微處理器控制。

3．11 同步功能

除了檢測過壓、欠壓以及遠程ON/OFF信號外，Line-Sense（L）引腳還通過一個1V的閾值比較器監(jiān)測自身的引腳電壓。如果Line-Sense（L）引腳上的電壓低于1V，則允許DPA-Switch開通。如果Line-Sense（L）引腳上的電壓超過1V，DPA-Switch將被關斷。在輸出被強制關斷之前，DPA-Switch仍將繼續(xù)使相應的電流開關周期得以完成。振蕩器在本次電流開關周期結束時停止工作，直到Line-Sense（L）引腳上的電壓重新恢復到1V以下。利用這一特性，可以通過外部觸發(fā)信號實現(xiàn)DPA-Switch的同步，而且該信號的頻率可以低于DPA-Switch的開關頻率。在Line-Sense（L）引腳和Source引腳之間接入一只開關管或光耦，同步功能將得以實現(xiàn)。

為了準確的接收同步脈沖，Line-Sense（L）引腳應保持低電平（開通狀態(tài)），并持續(xù)至少120ns。當開關頻率為400KHz時，該時間不能超過2250ns；當開關頻率為300KHz時，該時間不能超過3080ns。同步狀態(tài)下，有效的DCMAX可通過下式計算出來：
DCMAXSYNC＝0.75×fSYNC/fOSC

另外，DPA-Switch的關斷時間不能超過7.7μs。如果超過了7.7μs，Control引腳將進入滯回工作模式。同步功能時序圖如圖5所示。