L6599D工作原理(L6599D引脚功能及应用电路)

发表于 2018-01-23 13:59:27 收藏 已收藏
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L6599D工作原理(L6599D引脚功能及应用电路)

发表于 2018-01-23 13:59:27

1、L6599D介绍

L6599D采用双列16脚SO和DIP封装。是一种双通道可调同步降压开关电源控制器,可输出高、低两侧开关信号电压,驱动两只FET管。工作电压为8.85~16V,工作温度为-40~150℃,功耗为0.83W。适用于半桥串联谐振软开关变换器的控制芯片。在上一代产品L6598D的基础上新增多种功能,如直接连接功率因数校正器(PFC)的专用输出、两级过流保护(OCP)、自锁禁止输入、轻负载突发模式操作和一个上电/断电顺序或欠压保护输入。

L6599D工作原理(L6599D引脚功能及应用电路)

特点

1.50%占空比,变频控制谐振半桥

2.高精度振荡器

3.达到500KHz工作频率

4.两个级别OCP:频移和锁存关闭

5.接口有PFC控制器

6.禁用输入锁存

7.突发模式工作在轻负载下

8.输入有开关顺序或欠压保护

9.非线性软启动为单调的输出电压上升

10.600V兼容的高侧栅极驱动器集成了自举二极管和高dV/dt免疫

11.-300/800mA高侧和低侧栅极驱动有UVLO下拉

2、L6599D引脚图

L6599D工作原理(L6599D引脚功能及应用电路)

3、L6599D引脚功能

1.Css:软启动端。此脚与地(GND)间接一只电容Css,与4脚(RFmin)间接一只电阻Rss,用以确定软启动时的最高工作频率。当Vcc(12脚)《UVLO(低电压闭锁),LINE(7脚)《1.25V或》6V,DIS(8脚)》1.85V(禁止端),ISEN(6脚)》1.5V,DELAY(2脚)》3.5V,以及当ISEN的电压超过0.8V或长时间超过0.75V时,芯片关闭,电容器Css通过芯片内部开关放电,以使再启动过程为软启动。

2.DELAY:过载电流延迟关断端。此端对地并联接入电阻Rd和电容Cd各一只,设置过载电流的最长持续时间。当ISEN脚的电压超过0.8V时,芯片内部将通过150uA的恒流源向Cd充电,当充电电压超过2.0V时,芯片输出将被关断,软启动电容Css上的电也被放掉。电路关断之后,过流信号消失,芯片内部对Cd充电的3.5V电源被关断,Cd上的电通过Rd放掉,至电压低于0.3V时,软启动开始。这样,在过载或短路状态下,芯片周而复始地工作于间歇工作状态。(Rd应不小于2V/150uA=13.3kΩ。Rd越大,允许过流时间越短,关断时间越长。)

3.CF:定时电容。对地间连接一只电容Cf,和4脚对地的RFmin配合可编程振荡器的开关频率。

4.RFmin:最低振荡频率设置。4脚提供2V基准电压,并且,从4脚到地接一只电阻RFmin,用于设置最低振荡频率。从4脚接一只电阻RFmax,通过反馈环路控制的光耦接地,将用于调整交换器的振荡频率。RFmax是最高工作频率设置电阻。4脚―1脚―GND间的RC网络实现软启动。

5.STBY:Standby,间歇工作模式门限(《1.25V)。5脚受反馈电压控制,和内部的1.25V基准电压比较,如果5脚电压低于1.25V的基准电压,则芯片处于静止状态,并且只有较小的静态工作电流。当5脚电压超过基准电压50mV时,芯片重新开始工作。这个过程中,软启动并不起作用。当负载降到某个水平之下(轻载)时,通过RFmax和光耦(参见结构图),这个功能使芯片实行间歇工作模式。如果5脚与4脚间没有电路关联,则间歇工作模式不被启用。

6.ISEN:电流检测信号输入端。6脚通过电阻分流器或容性的电流传感器检测主回路中的电流。这个输入端没有打算实现逐周控制,因此必须通过滤波获得平均电流信息。当电压超过0.8V门限(有50mV回差,即一旦越过0.8V,而后只要不回落到0.75V以下,就仍然起作用),1脚的软启动电容器就被芯片内部放电,工作频率增加以限制功率输出。在主电路短路的情况下,这通常使得电路的峰值电流几乎恒定。考虑到过流时间被2脚设置,如果电流继续增大,尽管频率增加,当电压超过另一比较器的基准电压(1.5V)时,驱动器将关闭,能量损耗几乎回到启动之前的水平。检测信息被闭锁,只有当电源电压Vcc低于UVLO时,芯片才会被重新启动。如果这个功能不用,请将4脚接地。

7.LINE:输入电压检测。此端由分压电阻取样交流或直流输入电压(在系统和PFC之间)进行保护。检测电压低于1.25V时,关闭输出(非闭锁)并释放软启动电容器。电压高于1.25V时重新软启动。这个比较器具有滞后作用:如果检测电压低于1.25V,内部的15uA恒流源被打开。在7脚对地间接一只电容,以消除噪声干扰。该脚电压被内部的6.3V齐纳二极管所限,6.3V齐纳二极管的导通使得芯片的输出关断(非闭锁)。如果该功能不被使用,该脚电压在1.25V到6V之间。

8.DIS:Disable,闭锁式驱动关闭。该脚内部连接一只比较器,当该脚电压超过1.85V时,芯片闭锁式关机,只有当将芯片工作电压Vcc降低到UVLO门限之下时,才能够重新开始工作。如果不使用此功能,请将该引脚接地。

9.PFC_STOP:打开PFC(功率因数校正)控制器的控制渠道。这个引脚的开放,是为了停止PFC控制器的工作,以达到保护目的或间歇工作模式。当芯片被DIS》1.85V、ISEN》1.5V、LINE》6V和STBY《1.25V关闭时,9脚输出被拉低。当DELAY端电压超过2V,且没有回复到0.3V之下时,该端也被拉低。在UVLO(低压闭锁)期间,该引脚是开放的。允许此脚悬空不使用。

10.GND:芯片地。回路电流为低端门极驱动电流和芯片偏置工作电流之和。所有相关的地都应该和这个脚连通,并且要同脉冲控制回路分开。

11.LVG:低端门极驱动输出。该脚能够提供0.3A的小驱动电流。源极0.8A(?)。吸入(?)峰值电流驱动半桥电路的低端MOS管。在UVLO期间,LVG被拉低到地电平。

12.Vcc:电源包括芯片的信号部分和低端MOS管的门极驱动。接一只小的滤波电容(0.1uF)有利于芯片信号电路得到一个干净的偏置电压。

13.N.C.:空引脚,用于高电压隔离,增大Vcc和14脚间的间距。该针内部没有连接,与高压隔离,并且使得在PCB上能够满足安全规程(漏电距离)的要求。

14.OUT:高端门极驱动的浮地。为高端门极驱动电流提供电流返回回路。应仔细布局以避免出现太大的低于地的毛刺。

15.HVG:高端悬浮门极驱动输出。该脚能够提供0.3A的小驱动电流。源极0.8A(?)。吸入(?)峰值电流驱动半桥电路的上端MOS管。有一只电阻通过芯片内部连接到14脚(OUT)以确保在UVLO期间不悬浮驱动。

16.VBOOT:高端门极驱动浮动电源。在16脚(Vboot)与14脚(OUT)间连接一只自举电容Cboot,被芯片内部的一个自举二极管与低端门极驱动器同步驱动。这个专利结构替换通常使用的外在二极管。

4、L6599D内部方框图

L6599D工作原理(L6599D引脚功能及应用电路)

极限参数

L6599D工作原理(L6599D引脚功能及应用电路)

注:14、15和16脚的抗静电能力(ESD)保证在900V以上。

5、L6599D应用电路

应用电路(一)

作在空载或非常轻的负载状态

当谐振半桥轻载或卸掉所有负载时,它的开关频率在最大值。要保持输出电压在控制之下和避免软开关失败,必须有一个必要的残余磁化电流流经变压器。然而,这电流会导致变换器在空载时伴生一个非常低的空载损耗。

驱动器可以使用5脚(STBY)工作于脉冲间歇工作模式:如果5脚电压低于1.25V,则IC进入一种空闲状态,两个门极驱动均为低,振荡器被停止,软开关电容Css保留它的充电状态,只有RFmin引脚上的2V电压基准耗电和Vcc电容上的自放电。当5脚电压超过1.25V50mV后,IC恢复正常工作。

要实现脉冲间歇工作模式,必须使STBY引脚的电压与反馈环路相关。图所示是最简单的方案,可以与较窄的输入电压范围匹配。

L6599D工作原理(L6599D引脚功能及应用电路)

图  实现脉冲间歇工作模式:窄输入电压范围

然而,谐振变换器的开关频率,也取决于输入电压;假若输入电压范围很大,则对于上图来说,PoutB的值将有很大变化。这时,推荐使用下图的电路,将输入电压信号引入到STBY脚。由于开关频率和输入电压之间强烈的非线性关系,经验验证,RA/(RA+RB)的修正使PoutB的变化减到最小。请小心地选择RA+RB的总值大于大于Rc,使作用减到最小,对LINE引脚的电压。

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图  实现脉冲间歇工作模式:宽输入电压范围

应用电路(二)

L6599D的LLC半桥电路

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