MAX13256的缓冲器设计

MAX13256具有可调过流门限，用于短路保护。不幸的是，这个阈值使得使用标准方法为设备设计缓冲器变得困难。本应用笔记介绍了如何为MAX13256设计电压缓冲器，同时考虑限流特性。

MAX13256为集成的初级侧控制器，用于隔离电源电路。该器件具有双推挽式驱动器 ST1 和 ST2，用于驱动外部变压器。这种驱动方案可能导致电源开关漏极处出现较大的瞬态电压尖峰。出现电压尖峰是因为寄生电感与功率FET输出端的寄生电容一起形成谐振电路。如果不加以看管，这些大电压尖峰会增加内部开关上的应力，还会增加系统产生的电磁干扰（EMI）。

在正常工作期间，内部二极管将漏极电压箝位至高于V的一个二极管压降DD或在切换期间低于地电位。但是，由于短路检测和响应非常快，在短路事件期间，ST1和ST2可能会出现较大的电压尖峰。图1所示为短路时Maxim评估板上的典型ST1和ST2输出。如图所示，可能会出现高达42V的电压尖峰（电源电压为28V），有损坏内部FET和降低效率的风险。对于较高的电源电压，可能会出现较大的电压尖峰。

图1.MAX13256 ST1 （CH1） 和 ST2 （CH2） 在短路时输出。

在每个漏极（ST2和ST1）增加一个简单的RC网络（如图2所示）可用于抑制这些电压尖峰，但MAX13256的限流特性使得使用标准方法难以设计缓冲器。

图2.MAX13256的简单RC缓冲器

为了适应电流限制，我们必须稍微修改典型的缓冲器设计过程：

MAX13256的限流值，下式为：

ILIMIT (mA) = 650(mV)/RTH (kΩ)

最小缓冲电阻由此电流限值设置。计算缓冲电阻，RSNUB，使用以下等式：

RSNUB = VPEAK/ILIMIT


其中RSNUB是短路事件期间ST1/ST2上的峰值电压。测量VPEAK 一定要使用正确的探测技术峰为了确保读数准确，请尽可能靠近MAX1 IC探测ST2/ST13256电压，保持接地引线短，并使用具有适当带宽的探头以避免读数错误。

电阻就位后，添加缓冲电容器。您需要调整缓冲电容的值，直到ST1/ST2上的峰值电压小于40V。一个好的起始值是 200pF。

例：

本例中，MAX13256在内部评估板上以全波整流器配置连接到1：1变压器。VDD为 36V。

短路条件下，ST1/ST2上测得的最大峰值约为49V（图3）。

图3.短路条件下的ST1 （CH1） 和 ST2 （CH2） 电压尖峰。

使用1kΩ的限流电阻，我们可以预期650mA （典型值）的电流限制，并且可以计算R冷落如下：

RSNUB = 49V/0.65A = 75Ω

请注意，如果器件的实际电流限值小于650mA，则可能需要稍微调整此值。对于我们的电路，我们使用91Ω的缓冲电阻来补偿略低的实际电流限值。

反复试验表明，220pF缓冲电容在短路期间将峰值电压降低至38.4V，270pF缓冲电容进一步将峰值电压降低至约38V，330pF缓冲电容将峰值电压降至约37V。

虽然它们在短路条件下保护电路，但缓冲元件在正常工作期间会对电路的效率产生轻微的负面影响。正是由于这个原因，通常首选较小的组件值。我们测量了电路的效率与输出负载的关系：（1）无缓冲器;（2） 一个 91Ω、220pF 缓冲器;（3） 一个 91Ω、270pF 缓冲器;（4） ST91 和 ST330 上的 1Ω、2pF 缓冲器（图 4）。

图4.MAX13256的效率与负载的关系测量

图4清楚地表明，增加缓冲器会降低电路的效率。缓冲器元件的实际尺寸（特别是本例中的缓冲电容）将取决于正常工作期间的负载以及效率和保护之间的权衡。在这种情况下，对于不同的缓冲电容值，在较小负载下的效率变化大于在大负载下的效率变化更大。

审核编辑：郭婷