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软启动一拖二工作原理,二次侧SR的软启动过程

2024-07-08 23:34:51科技帅气的蚂蚁
LM5036是一款高度集成的半桥PWM控制器,集成了辅助偏置电源,为电信、数据通信和工业电源转换器提供高功率密度解决方案。LM5036包含使用电

软启动一拖二工作原理,二次侧SR的软启动过程

LM5036是一款高度集成的半桥PWM控制器,集成了辅助偏置电源,为电信、数据通信和工业电源转换器提供高功率密度解决方案。LM5036包含使用电压模式控制实现半桥拓扑功率转换器所需的所有功能。该器件适用于隔离式DC-DC变换器的原边,输入电压高达100V V,与传统的半桥和全桥控制器相比,LM5036有着自身不可替代的优势:

(1)集成辅助偏置电源为LM5036和一、二次元件供电,无需外部辅助电源,减小了电路板的尺寸和成本,有助于实现高功率密度和良好的热可靠性。

(2)增强的预偏置启动性能可以实现输出电压的单调增加,避免负载带压启动时的回流电流。

(3)通过脉冲匹配提高逐周限流,使得在输入电压范围内产生统一的输出限流水平,也可以防止变压器饱和。

预偏置开始:

如果没有完全可控的预偏置启动,副边的SR可能会过早开启,从预充电输出电容吸收电流并将其传输至输入端,这将导致电容电压下降。如果这个过程引起的电压降过大,可能导致负载重启,甚至损坏功率变换器的功率级。从图1可以看出,在没有预偏置调整的启动过程中,输出电压存在电压骤降和过冲。

没有完全调节的预偏置启动

LM5036采用全新的全稳定预偏置启动方案,保证输出电压单调上升,避免反向电流。这里的预偏置启动过程主要包括两个方面:1)原边MOSFET的软启动;2)二次侧SR软启动。

初级场效应晶体管的预偏置软启动;

如下图所示的系统加电顺序图,

1.输入电压VIN将随着外部负载电压的增加而上升。一旦vin VIN 15V且VCC/REF高于其UV阈值,由Fly-buck产生的次级辅助电源VAUX2将启动。这里,VAUX2不仅为二次元件提供电源,还作为使能信号参与偏执启动过程。

2.当UVLO超过1.25V且VCC/REF高于其UV阈值时,连接到SS引脚的软启动电容开始充电。当SS阈值电压TH(根据设计设置)时,将输出电压参考VREF放电的复位电路将在此时被激活,从而将VREF值箝位到地。这确保光耦合器产生0%占空比命令。当UVLO超过1.25 V且VCC和REF高于相应的UV阈值时,软启动电容开始充电,SS引脚电压开始上升。

3.当SS=2V时,VAUX2的电压值进入“导通状态”(VAUX2

4.当VAUX2

5.当VREF Vo(预偏置电压)时,Vcomp开始上升。

6.当Vcomp为1V(对应于0%占空比)时,初级FET的占空比开始增加(Vo上升)。同时,同步整流器SR软启动引脚处的SSSR电容开始充电。

二次侧SR软启动过程;

1.在SSSR=1V之前,LM5036工作在SR同步模式,如下图3号图标所示,此时SR与主FET完全同步,主要有以下作用:1)有助于降低SR的导通损耗;2)避免反向电流的风险。

2.随着原边FET和SR的脉冲宽度逐渐增大,此时Vo逐渐上升,有效防止了体二极管和SR Rdson压降差引起的输出电压干扰。

3.随着SSSR电压的增加,当SSSR为1V时,LM5036开始SR续流期间的软启动。

4.在续流期间,SR1和SR2同时连接。

5.在SR续流周期结束时,在主时钟的上升沿,SR与下一个功率传输周期中主fet的状态相关。同相继续开放,异相相关被打破。(如下图,SR1和HSG同相导通,SR1在5号主clk的上升沿保持导通,SR2因为异相而保持关断,后半周期正好相反。)

6.在功率传输周期结束时,主FET和同相SR同时关断。软启动后,SR脉冲将与相应的主FET互补。

由于副边的预偏置软启动过程,副边参考电压的上升可以得到有效控制,SR仅在参考电平VREF高于输出电压时激活。这样就保证了SR在整个启动过程中不会吸收输出电容能量,自然电容电压也不会下降。如下图所示,在整个软启动过程中,输出电压保持单调稳定的上升,可以有效保证系统中的数字电路按照正确的顺序开始工作。

基于LM5036的设计

请注意,当使用LM5036设计DC/DC转换器时,用户不需要考虑这种预偏置启动程序,因为这是LM5036本身完全控制的功能。

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