PA-Switch系列集成控制器在小功率DC-DC變換器中的應用（二）

5．應用

5．1 DPA-Switch的選擇

實(shí)際應用當中，選用何種型號的DPA-Switch，應根據變換器的最大輸出功率、效率、散熱以及成本等因素綜合考慮。比較簡(jiǎn)便的方法是借助DPA-Switch的“輸出功率－耗散功率關(guān)系表”，如表1－表3所示。

注意，上述關(guān)系表是在5V單路輸出及采用肖特基二極管整流，同時(shí)DPA-Switch散熱狀況良好，結溫低于100℃的條件下得出的。

通過(guò)表1－表3可以直觀(guān)的看出，在不同的直流輸入范圍內，DPA-Switch的輸出功率與耗散功率的關(guān)系。例如，當輸入直流電壓范圍為36V-75V時(shí)，DPA424R在23W變換器中的典型耗散功率為1W，而DPA425R在23W變換器中的典型耗散功率僅為0.5W。由于在相同條件下DPA425R的耗散功率更低，變換器的效率能夠提高大約2％。由此可知，在通常情況下，對于小功率DC－DC變換器，為了獲取更高的效率，可以選用規格高一等級的控制器。

5．2 相關(guān)問(wèn)題

（1）初級箝位

為了防止DPA-Switch內部開(kāi)關(guān)管漏極電壓受初級漏感電流的影響而超出其額定值，在初級側需要增加箝位網(wǎng)絡(luò )。實(shí)際當中箝位網(wǎng)絡(luò )由齊納二極管和小容量電容構成并跨接在初級繞組上，不但效果良好，而且成本也較低。

（2）輸出整流

次級整流推薦采用肖特基二極管或同步整流結構。

（3）軟啟動(dòng)

由于反饋環(huán)路動(dòng)作需要一定的時(shí)間，變換器在啟動(dòng)過(guò)程中承受的應力非常大，因此DPA-Switch內部加入了軟啟動(dòng)電路。在軟啟動(dòng)過(guò)程中，大約經(jīng)過(guò)5ms的時(shí)間，占空比才由零線(xiàn)性上升至DCMAX。同時(shí)，初級限流閾值也由85％上升至100％。輸入電壓在這段時(shí)間內逐步上升，直至反饋環(huán)路開(kāi)始起作用。軟啟動(dòng)電路有效降低了啟動(dòng)過(guò)程中DPA-Switch內部MOSFET、箝位電路以及輸出二極管的開(kāi)關(guān)應力，避免變壓器飽和。另外，軟啟動(dòng)電路還能夠起到抑制輸出電壓過(guò)沖的作用。在某些應用場(chǎng)合下，可以省掉輸出平滑電容。

（4）開(kāi)關(guān)頻率

DPA-Switch提供300KHz和400KHz兩種開(kāi)關(guān)頻率。對于采用變壓器次級直接驅動(dòng)的同步整流結構，開(kāi)關(guān)頻率推薦采用300KHz。因為此時(shí)貯存在電感中的磁化能量更多，足以驅動(dòng)MOSFET。

（5）變壓器

在正激變換器設計中，推薦變壓器的最大工作磁通在1500高斯左右變化，而峰值磁通密度在3500高斯左右比較合適，并應確保磁性元件，包括變壓器和輸出電感，在過(guò)載等極限狀態(tài)下不飽和。如果為了提高變換器的效率而選用了高一等級的DPA-Switch，應將其限流閾值下調至峰值工作電流附近，一方面限制過(guò)載功率，另一方面也可減小次級元件的尺寸。

（6）空載及待機功耗

在輕載或空載狀態(tài)下的“周期跳越”功能能夠顯著(zhù)降低功耗。如果在一些應用場(chǎng)合不宜采用“周期跳越”功能，則需要外接預置負載。

（7）電路布局

DPA-Switch的基板在芯片設計時(shí)與內部MOSFET的源極連在一起，這樣做的目的是使DPA-Switch的基板起到開(kāi)關(guān)大電流功率回線(xiàn)的作用。因此，在電路布局時(shí)需用寬的、低阻抗印制線(xiàn)將DPA-Switch的基板與輸入解耦電容相連。注意，DPA-Switch的Source引腳不再流過(guò)大功率電流，而只作為信號地使用。如果布局上有誤，將造成工作異常。

Control引腳上的旁路電容應與Source引腳及Control引腳緊挨在一起，Source引腳與Line-Sense引腳和External Current Limit引腳之間的元件也應盡量靠近。需要注意的是，流過(guò)Source引腳的開(kāi)關(guān)電流必須經(jīng)過(guò)單獨的印制線(xiàn)與輸入電容相連，而不能與Control引腳、Line-Sense引腳或External Current Limit引腳上的元件共用印制線(xiàn)。

與Line-Sense引腳和External Current Limit引腳連接的所有印制線(xiàn)都應盡可能的短，并遠離Drain引腳的印制線(xiàn)。另外，Line-Sense引腳與其外接電阻之間、Control引腳與其外接電容之間、反饋光藕與Control引腳及Source引腳之間的印制線(xiàn)都應盡可能的短，以避免噪聲耦合干擾。