探索 ISL6401 RSLIC PWM 控制器评估板：为 VoIP 电源设计带来新思路

在当今数字化通信的浪潮中，VoIP 技术的应用日益广泛，对于相关电源供应的要求也越来越高。今天，我们就来深入探讨一下 Intersil 公司的 ISL6401 RSLIC PWM 控制器评估板，看看它如何为 VoIP 应用中的电源设计提供高效、低成本的解决方案。

文件下载：ISL6401EVAL1.pdf

ISL6401 功能剖析

多场景应用设计

ISL6401 脉冲宽度调制（PWM）电流模式控制器专为广泛的 DC/DC 转换应用而设计，涵盖了升压、反激和隔离输出配置。它在 VoIP 应用中，尤其针对振铃 SLIC（RSLIC）的振铃（Vbh）和通话（Vbl）电源供应进行了优化，能够提供高性能、低成本的解决方案。

集成逆变器优势

该芯片集成了逆变器，非常适合生成负输出电压，如 RSLIC 振铃 Vbh（-72V）、通话 Vbl（-24V），以及 IP 电话所需的 -48V、DSL CO 线路驱动器所需的 -5V 和 -15V 等。通过外部分压器可以轻松调整输出电压。

控制架构与性能特点

采用峰值电流模式控制架构，能有效处理振铃瞬变，并提供固有的过流保护。反激拓扑允许接近 50% 的占空比运行，实现了变压器的最佳利用，降低了纹波电流，减少了输入/输出电容的压力。内部软启动功能无需任何外部组件，即可将启动应力降至最低。

灵活的频率控制与低功耗设计

开关频率可在 50kHz 至 600kHz 之间编程，或者将内部振荡器锁定到 SYNC 输入的外部时钟，适用于对噪声敏感的应用。此外，还包含一个逻辑电平关断输入，在关断模式下可将电源电流降至 55µA，通过低电流检测电压优化了 DC/DC 转换效率。

电话回路系统中的电源需求

传统与现代电话网络

传统电话网络由用户与中心局之间的电路组成，但随着高速数字技术的发展，需要在本地控制和管理电话功能。在电话回路中，用户通过两根线（通常称为 Tip 和 Ring）连接到网络，而实际的数字电信干线使用四根线，其中两根用于传输，两根用于接收。

SLIC 的重要作用

SLIC 是 4 线（接地参考）低压开关环境与 2 线（浮动）高压环路环境之间的主要接口，它执行多种重要功能，包括电池馈电、过压保护、振铃、信号传输、编码、混合平衡和测试等。

RSLIC 电源要求

RSLIC 通常需要两个高压电源输入，一个是用于摘机信号传输的 -24V 或 -48V 严格稳压电压，另一个是用于振铃音生成的 -70V 至 -100V 宽松稳压电压。在语音传输开始时，SLIC 通常需要较低的电压输入来建立 20mA 至 25mA 的电流环路。

ISL6401EVAL1Z 评估板详解

评估板概述

ISL6401EVAL1Z 评估板采用标准反激拓扑，使用 Intersil ISL6401 构建电流模式电源。该评估板开箱即用，IC 需要 +5V 偏置，输入电压范围为 10V 至 16V，输出电压为 -24V（120mA）和 -72V（120mA）。它能够模拟一、二、三或四线操作的负载，使用电子负载可在广泛的操作条件下进行评估。

变压器设计与优势

电路使用现成的廉价变压器，通过单个控制器生成两个输出。变压器匝数比为 1:1:1:1，在开关关断期间，每个次级绕组和初级绕组上都会出现 24V 电压。其余次级绕组串联堆叠以产生 -48V，然后将 -48V 部分堆叠在 -24V 部分上以获得 -72V。这种技术提供了良好的交叉调节，降低了输出电容所需的电压额定值和 RMS 电流，允许使用更便宜的输出电容。此外，选择多股绕组的变压器可降低漏电感和成本。

测试设备与连接

推荐的测试设备包括 5V 电源为 IC 偏置、12V 电源（能够提供 2A 电流）、两个电子负载、精密数字万用表和 4 通道示波器及探头。评估板有三组端子柱和一个跳线，用于提供输入电压、监测和加载输出。通过跳线设置可以选择不同的偏置方式，按照正确的连接方法将电源和负载连接到评估板上。

评估板性能表现

启动特性

ISL6401 具有内部数字软启动功能，可减少变压器和输出电容的应力，降低输入电路的浪涌电流。

输出性能

输出纹波方面，在 100mA 负载下，VOUT1 和 VOUT2 的输出电压纹波情况可通过相关波形图查看。瞬态响应方面，对于从 0mA 到 100mA 的阶跃负载，每个输出的瞬态性能也有相应的波形展示。

振荡与同步

开关频率可通过调整 CT 引脚（C5）上的电容值在 50kHz 至 600kHz 之间编程，内部振荡器也可以通过连接到 SYNC 引脚（P6）的外部时钟进行同步，需要将振荡器的自由运行频率编程为比所需同步频率慢 10%，外部时钟信号的最小脉冲宽度为 20ns。

关断功能

当 SD 引脚（P5）被拉低时，PWM 关闭，输出电容放电，典型的关断波形可参考相关图示。

总结

ISL6401EVAL1Z 评估板是一款针对 VoIP 应用中 RSLIC 振铃和通话电源供应的反激参考设计，它提供了高性能、低成本的解决方案，并且具备评估不同线路操作负载的能力。对于电子工程师来说，这款评估板无疑为 VoIP 电源设计提供了一个很好的参考和实验平台。大家在实际应用中，不妨根据具体需求对其进行进一步的优化和调整，以实现更好的性能表现。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。