基於LM5036的半橋DC/DC電源非恒定電流限製
發布時間:2022-01-17 責任編輯:lina
【導讀】同時,LM5306在過流保護時可以進入打嗝模式。其周期可由RES引腳上的外接電容進行配置。除了傳統的過流打嗝模式,LM5036還支持倒灌電流的嗝模式保護 。當倒灌電流反複出現時,LM5036也可進入打嗝模式。打嗝重啟電容器處設置15μA電流源。
LM5036是一款高度集成化的半橋PWM控製器,集成了輔助偏置電源,為電信,數據通信,工業電源轉換器提供高功率密度解決方案。LM5036包含使用電壓模式控製實現半橋拓撲功率轉換器所需的所有功能。 該器件適用於隔離式DC-DC轉換器的初級側,輸入電壓高達100V。與傳統半橋及全橋控製器相比,LM5036有著自身不可替代的優勢:
(1)集成輔助偏置電源,為LM5036及原邊和副邊元器件供電,無需外部輔助電源,減少電路板尺寸和成本,有助於實現高功率密度和良好的熱可靠性。
(2)增強的預偏置啟動性能可實現負載帶壓啟動時,輸出電壓的單調遞增並避免倒灌電流。
(3)通過脈衝匹配改善了逐周期電流限製,從而在輸入電壓範圍內產生均勻的輸出電流限製水平,並且還可以防止變壓器飽和。
脈衝匹配的電流限製保護機製:
恒流限製問題和解決方案:
在逐周期運行期間,當電流感測信號ISENSE達到正閾值IPOS_LIM時,激活CBC電流限製操作。控製器基本上表現為峰值電流模式控製,在CBC操作期間電壓回路打開。峰值電流模式控製的一個常見問題是當半橋拓撲的占空比大於0.25(降壓轉換器為0.5)時出現的次諧波振蕩。
jingyanfazeshizengjiabuchangxiepo,qixielvbixushezhiweitongguodianliujiancedianzuqizhuanhuandaochujicedeshuchudianganqidianliudexiapodezhishaoyiban。ruguoxiwangzaiyigekaiguanzhouqihouxiaochucixiebozhendang,zebixujiangxielvbuchangshezhiweishuchudiangandianliuxiaxingxielvdeyibei。zhebeichengweiwuchapaikongzhi。
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非恒定電流限製
LM5036通過匹配初級MOSFET的ton次數來確保穩定的CBC操作。 通過VIN調節峰值電流限製閾值,以確保減小輸出電流限製隨輸入電壓的變化。所有這些功能都由三個CS引腳和相關的外部電阻設置。 使用LM5036設計計算表格可以計算這些電阻的值。正電流和負電流(導致輸出電壓下降甚至損壞)都將被感測和限製。

LM5036器件開發了一種新技術 - 輸入電壓補償。 通(tong)過(guo)在(zai)電(dian)流(liu)感(gan)測(ce)信(xin)號(hao)和(he)斜(xie)率(lv)補(bu)償(chang)信(xin)號(hao)之(zhi)上(shang)添(tian)加(jia)作(zuo)為(wei)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)的(de)函(han)數(shu)的(de)額(e)外(wai)信(xin)號(hao),可(ke)以(yi)在(zai)整(zheng)個(ge)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)內(nei)最(zui)小(xiao)化(hua)電(dian)流(liu)限(xian)製(zhi)值(zhi)的(de)變(bian)化(hua),從(cong)而(er)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)更(geng)加(jia)精(jing)準(zhun)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)限(xian)製(zhi),最(zui)大(da)化(hua)地(di)避(bi)免(mian)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)的(de)閾(yu)值(zhi)隨(sui)著(zhe)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)的(de)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua)。在(zai)LM5036器件中,斜率補償信號是鋸齒電流信號ISLOPE,在振蕩器頻率(開關頻率的兩倍)上從0增加到50μA(典型值)。
補償後的電流檢測信號現在可以推導為:


上圖左為LM5036逐周期電流限製的外接電路、LM5036內部實現示意電路。右圖為電流感測信號的組成說明。可見LM5036在電流檢測上不僅檢測正向電流,還通過外接RLIM電阻及內部電流源VLIM提升電流感測的電流值,從而留出測量空間以便感測反向電流和設置反向電流閾值。同時由於引入輸入電壓VIN信號到電流感測上,使得感測電流包含輸入電壓信息。從而實現在整個電壓輸入範圍內,電流閾值保持在一個很小的範圍內。
與此同時,LM5036擁有脈衝匹配機製,在Cycle-By-Cycle運行期間保持主變壓器的磁通平衡。上下兩個主MOSFET的占空比始終保持匹配狀態,以確保變壓器伏秒積平衡,有效防止變壓器飽和。
脈衝匹配方式如下圖所示。當在第1階段達到電流限製時,LM5036內部的FLAG信號由低變高。 RAMP信號在FLAG信號的上升沿被采樣,然後在高邊mosfet相位的下一半開關周期內將保持原本采樣值並正常運行。當高側相位RAMP信號上升到采樣值以上時,高側PWM脈衝關閉,這樣最終會使得兩個相位的占空比匹配。
脈衝匹配機製
同時,LM5306在過流保護時可以進入打嗝模式。其周期可由RES引腳上的外接電容進行配置。除了傳統的過流打嗝模式,LM5036還支持倒灌電流的嗝模式保護 。當倒灌電流反複出現時,LM5036也可進入打嗝模式。打嗝重啟電容器處設置15μA電流源。
(來源:中電網)
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