基于模拟电流模式的SIMPLE SWITCHER稳压器

现在,对电源功耗、效率、外型尺寸、成本、上市时间等提出更高和更苛刻的要求,而设计裕量越来越少、往往在设计的最后阶段还要修改设计,这使得电源系统必须采用更先进的技术。为此,美国国家半导体公司推出6款全新的高性能、设计灵活、容易使用的simple switcher高频降压稳压器,同时为了使新产品获得更好的设计支持,该公司进一步加强webench设计工具的内容,使用户在更理想的设计支持下迅速完成dc/dc电源系统的设计。

  全新的simple switcher高频降压稳压器

6款新型号simple switcher稳压器具有下列特性:

  *宽输入电压范围(6v~75v);

  *输出电压最低可达1.225v;

  *输出电流高达3a(lm25576,lm5576);

  *开关频率(50khz~1mhz)可调;

  *良好的负载瞬态响应;

  *可靠的过流保护以及过热停机等功能。

这几款新型稳压器的一个具体应用实例示于图1。lm25576是6款新型稳压器中的一种,其输入电压范围6v~42v,可调的输出电压可低到1.225v,用单个电阻器可调节工作频率在50khz~1mhz,具有主或从频率同步,可调的软启动,内置保护,采用模拟电流模式(emulated current mode-emc)控制结构。

  

图1 lm25576应用电路

  模拟电流模式(ecm)控制

新型simple switcher稳压器是基于已注册专利的模拟电流模式控制(ecm)结构。

大多数传统的电流模式稳压器是通过控制fet的导通电流来测量电感器电流。而ecm是在控制fet即将恢复导通前测量续流二极管的电流(图2),然后,取样/保持电路捕获此信号,稳压器的内置时钟选通取样/保持电路。保持二极管电流信号,然后导通控制fet。此后,1个小的电流源开始充电斜波电容器,电容器所选值与电感器值成比例。充电电流正比于输入和输出差值电压。因此,电容器的斜波电压斜率正比于电感器电流斜波。当把斜波电压加到上述的取样电流测量中时,结果是1个梯形波形,这完全像控制fet的电流波形去除所有常见的非理想形状。这使得ecm能精确地控制非常窄的导通脉冲,这对于稳压器工作在大降压比的条件下是一个非常有价值的特性。

  

图2 ecm控制结构

ecm控制集电压模式与电流模式控制的优点于一身,具有如下特点:

  *良好的瞬态响应;

  *可工作在极低占空比;

  *良好的抗噪声干扰能力;

  *良好的线路噪声抑制能力;

  *利用webench网上设计工具模拟简单的环路补偿。

  webench网上设计工具

美国国家半导体公司的webench网上设计工具为simple switcher稳压器提供设计支持。工程师利用这种网上设计工具可以在很短时间内完成包括建模、优化及分析在内的整个设计过程。webench设计工具是一套完善的软件解决方案,包含挑选器件、建立设计、分析设计、建模(图3),这包括选择元器件、选择最佳方案、产生电路图/电气特性分析、pcb设计图/热能分布分析等。图4示出该设计工具的一个应用实例。

  

图3 webench网上设计工具

  

图4 webench设计工具应用实例

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计
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