高效率綠色模式開關(guān)電源控制器設(shè)計(jì)方案

峰值電流箝位電路原理如圖6 所示，該電路同時(shí)也是電壓環(huán)和電流環(huán)的結(jié)合點(diǎn)。 圖中V IL 即為(2) 式中定義，V sense和V peak即為圖3 中所定義。

當(dāng)變換器工作在重載條件下時(shí)，誤差放大器的輸出較高，NM0 導(dǎo)通，V peak 值就會受EA 輸出的調(diào)節(jié)。 假設(shè)NM0 導(dǎo)通時(shí)工作在飽和區(qū)，則：

其中 INM0為流過NM0 的電流，隨誤差放大器輸出的變化而變化。 V sense 和V peak 是輸入到后級電流比較器的信號。

結(jié)合(2) ~ (4) 式，就可以得到電感電流和EA 輸出的關(guān)系式。

當(dāng)變換器工作在輕載條件下時(shí)，誤差放大器輸出較低而不足以使得NM0 導(dǎo)通，此時(shí)，V peak 值就不再隨著EA 輸出的變化而調(diào)節(jié)。

此時(shí)， (5) 式中INMO可以看作零。

根據(jù)(5) 和(7) 式，可以設(shè)計(jì)合適的電路參數(shù)，以保證在應(yīng)用所需的負(fù)載范圍之內(nèi)誤差放大器不會飽和，同時(shí)可以限制最大的負(fù)載值，且當(dāng)負(fù)載低于一定值時(shí)實(shí)現(xiàn)峰值電流箝位控制。

圖6 中的Slop + 和Slop - 兩個節(jié)點(diǎn)主要用來加入斜坡電流，當(dāng)變換器工作在重載條件下且占空比大于50 %時(shí)，則實(shí)現(xiàn)斜坡補(bǔ)償?shù)墓δ堋?p>

圖6 　峰值電流箝位模塊

4 測試結(jié)果

該變換器芯片在115μm BCD 工藝下設(shè)計(jì)和制造。

圖7 為該變換器芯片的顯微照片。 整個芯片面積為615mm2 ,芯片下部主要是集成的功率開關(guān)和同步整流開關(guān)，面積約為2mm2 ,上部為控制器。

測試中應(yīng)用的Buck 變換器拓?fù)淙鐖D8 示。 設(shè)置工作頻率為1MHz , 輸入電壓范圍2 ~ 7V , 輸出電壓115V. 改變分壓電阻的取值可改變輸出電壓，表1 為一組典型應(yīng)用下的分壓電阻取值參考。 電路可承受的負(fù)載范圍為0~500mA ,足以能滿足一般便攜式設(shè)備的應(yīng)用需求。