高效率綠色模式開(kāi)關(guān)電源控制器設計方案

峰值電流箝位電路原理如圖6 所示，該電路同時(shí)也是電壓環(huán)和電流環(huán)的結合點(diǎn)。 圖中V IL 即為(2) 式中定義，V sense和V peak即為圖3 中所定義。

當變換器工作在重載條件下時(shí)，誤差放大器的輸出較高，NM0 導通，V peak 值就會(huì )受EA 輸出的調節。 假設NM0 導通時(shí)工作在飽和區，則：

其中 INM0為流過(guò)NM0 的電流，隨誤差放大器輸出的變化而變化。 V sense 和V peak 是輸入到后級電流比較器的信號。

結合(2) ~ (4) 式，就可以得到電感電流和EA 輸出的關(guān)系式。

當變換器工作在輕載條件下時(shí)，誤差放大器輸出較低而不足以使得NM0 導通，此時(shí)，V peak 值就不再隨著(zhù)EA 輸出的變化而調節。

此時(shí)， (5) 式中INMO可以看作零。

根據(5) 和(7) 式，可以設計合適的電路參數，以保證在應用所需的負載范圍之內誤差放大器不會(huì )飽和，同時(shí)可以限制最大的負載值，且當負載低于一定值時(shí)實(shí)現峰值電流箝位控制。

圖6 中的Slop + 和Slop - 兩個(gè)節點(diǎn)主要用來(lái)加入斜坡電流，當變換器工作在重載條件下且占空比大于50 %時(shí)，則實(shí)現斜坡補償的功能。

圖6 　峰值電流箝位模塊

4 測試結果

該變換器芯片在115μm BCD 工藝下設計和制造。

圖7 為該變換器芯片的顯微照片。 整個(gè)芯片面積為615mm2 ,芯片下部主要是集成的功率開(kāi)關(guān)和同步整流開(kāi)關(guān)，面積約為2mm2 ,上部為控制器。

測試中應用的Buck 變換器拓撲如圖8 示。 設置工作頻率為1MHz , 輸入電壓范圍2 ~ 7V , 輸出電壓115V. 改變分壓電阻的取值可改變輸出電壓，表1 為一組典型應用下的分壓電阻取值參考。 電路可承受的負載范圍為0~500mA ,足以能滿(mǎn)足一般便攜式設備的應用需求。