集成MOSFET驅(qū)動器的全橋移相控制器-LM5046(四)

作者：時間：2012-03-19 來源：網(wǎng)絡(luò)

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(2)工作狀態(tài)2(主動到從動傳輸)
在功率傳輸周期結(jié)束后，PWM關(guān)斷開關(guān)LO2，在初級側(cè)，折回的負(fù)載電流加上勵磁電流經(jīng)由SW2結(jié)點(diǎn)返回VIN，從主動到從動傳輸在HO2體二極管或HO2導(dǎo)通時完成，無論誰早一些完成。延遲總是插入的，其由設(shè)置RD2給出合適的值，HO2僅在體二極管正偏時導(dǎo)通，在此模式下，Imag +Ilplak作為電流源給SW2結(jié)點(diǎn)處的寄生電容充電。在輕載條件下，它用更長的時間將SW結(jié)點(diǎn)推向VIN。
主動到從動的傳輸時間可以用下式近似求出：

此處，Im是勵磁電流，NTR是變壓器匝比，Ilpesk是輸出濾波電感電流的峰值，Cparasitic是結(jié)點(diǎn)SW2處的寄生電容。
(3)工作狀態(tài)3(自由運(yùn)轉(zhuǎn)／從動模式)
在自由運(yùn)轉(zhuǎn)時與傳統(tǒng)全橋初級四個MOSFET全部關(guān)斷不同，在PSFB拓?fù)渲凶儔浩鞯某跫壉豁敳績蓚€MOSFET(HO1、HO2)短路，或者被底部兩個MOSFET短路，在CLK周期內(nèi)，頂部MOSFETHO1和HO2保持共同導(dǎo)通。進(jìn)一步在二次側(cè)很像傳統(tǒng)全橋拓?fù)?，同步整流的MOSFET兩個都被激活，
在此狀態(tài)，沒有能量傳輸，濾波電感電流通過同步整流的MOSFET在運(yùn)行。
(4)工作模式4(從動到主動傳輸)
在開關(guān)周期結(jié)束時，也就是振蕩器測定出電流CLK周期后，初級開關(guān)HO1和二次側(cè)FET，SR1同時關(guān)斷，結(jié)點(diǎn)SW1處的電壓開始降落到GND，這是由于功率變壓器的漏感加上傳輸電感和SW1處的寄生電容之間的諧振造成的，勵磁電感在此時被短路，因此它沒有任何動作，LC諧振的結(jié)果形成半個正弦波，其周期取決于漏感和寄生電容，正弦半波的峰值是負(fù)載電流的函數(shù)，由從動到主動傳輸時間由下式給出：

當(dāng)由仔細(xì)增加漏感或增加一個外部串入電感來調(diào)諧時，正弦諧振波形峰值由LO1體二極管箝住，在此時ZVS在LO1開關(guān)時實(shí)現(xiàn)。
CLK周期的開關(guān)順序如下：開關(guān)LO1主動期令對角的LO1和HO2導(dǎo)通，傳輸功率，功率傳輸周期結(jié)束，此時PWM關(guān)斷HO2緊隨著是主動到從動傳輸。此時LO2導(dǎo)通，在自由運(yùn)轉(zhuǎn)時，LO1和LO2兩者激活，從這個順序可以推斷，右上部和左下部MOS導(dǎo)通(HO2、LO2)其由PWM信號終止，結(jié)束
功率傳輸周期，SW2結(jié)點(diǎn)總是見到主動到從動的傳輸，進(jìn)一步，MOSFET導(dǎo)通橋的左上和左下，總值CLK結(jié)束時關(guān)斷，此自由運(yùn)轉(zhuǎn)周期，SW1結(jié)點(diǎn)總是見到從動到主動的傳輸。
(1)控制方法選擇
LM5046是一個多功能的PWM控制IC，它既可以組成電流型控制，也可以組成電壓型控制，選擇控制模式通常取決于設(shè)計師的偏好。下面必須考慮的是選擇控制方法。電流控制型能固有地平衡磁密，全橋拓樸等其它雙輸出拓樸，必須防止磁芯飽合，任何不對稱的伏秒積加到兩相之間都會導(dǎo)致磁密不平衡，這會導(dǎo)致變壓器的DC偏移，伏秒積不平衡可以由電流型控制解決，在電流型控制中，初級電流信號狀態(tài)與相應(yīng)誤差信號比較去控制占空比，在穩(wěn)定狀態(tài)下，這個結(jié)果在每一相工作終止時由脈寬調(diào)節(jié)相同的峰值電流，于是有了相同的伏秒積。
電流控制型對噪聲和次諧波振蕩是敏感的，當(dāng)采用電壓控制型時，使用大的斜波給PWM，這樣就不敏感了。電壓型控制采用電壓前饋的方法有了很好的線路瞬態(tài)響應(yīng)。當(dāng)用電壓控制型時，可以用一支DC電容與變壓器初級線圈串聯(lián)，來防止任何的磁密不平衡導(dǎo)致的變壓器磁芯飽合。

* 用LM5046作電壓控制型
LM5046作電壓型控制時，外部電阻RFF接到VIN和RAMP端，電容CFF接到RAMP和AGND，RAMP端需要建起一個鋸齒波調(diào)制斜波信號，如圖8。在RAMP端信號的斜率將隨著輸入電壓變化。改變的斜率提供必要的線路前饋信息以改善線路的瞬態(tài)響應(yīng)。以此做電壓型控制，用恒定的誤差信號，導(dǎo)通時間的變化反比于輸入電壓(VIN)以此穩(wěn)定變壓器初級的伏秒積，用線路前饋的斜波給PWM控制所需，從而提高線路調(diào)整率，在改變輸入電壓時作環(huán)路補(bǔ)償。進(jìn)一步電壓控制型對噪聲不太敏感。不需要前沿濾波。因此它對寬輸入電壓變化的情況是一個好的選擇，電壓型控制需要Ⅲ型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，可以完整的結(jié)合L-C的輸出濾波器的極點(diǎn)。
推薦CFF電容值的范圍從100PF到1800PF，參考圖8，可以看到CFF值必須足夠小，以便當(dāng)時鐘脈寬在50nS時能放電，內(nèi)部放電MOSFET的RDS(ON)為5．5Ω，RFF的值由下式計算：