新型DC/DC电源控制芯片DPA426的应用

DPA426是PI(PowerIntegrationGmbH)公司设计的，高度集成的DC/DC电源控制芯片。它内部集成了一个200V的高频功率MOSFET，并将PWM控制、工作频率选择、输入过欠压检测、可编程电流限制、ON/OFF开关控制、外部时钟同步、软启动及关断自动重启动、热关断保护等功能集于一身。只需极少的外部元器件就可实现众多功能，不但使设计简化，节省空间，而且可降低成本。DPA426支持正激和反激工作模式，工作频率高，贴片式封装；若将外围元器件及变压器采用贴片元器件和平面变压器，并采用铝基板设计，就可实现模块化设计。另外，DPA426只是DPASwitch系列控制芯片中的一种，它最大输出100W，还有DPA423－425，输出功率分别为18W，35W，70W，用户可根据需要选用。



1 DPA426简介

DPA426的输入电压范围为16～75V，其内部功能框图见图1，外形封装见图2，各管脚功能如下：

脚1CONTROL（C）控制脚，接内部误差放大器同相输入端，为反馈电流输入端，用于占空比控制；

脚2LINESENSE（L）在线感应脚，用于过、欠压检测，ON/OFF开关控制及外部时钟同步；

脚3EXTERNALCURRENTLIMIT（X）外部电流限制脚，用于输入电流的可编程限制；

脚4SOURCE（S）接芯片内部功率MOSFET源极；

脚5FREQUENCY（F）用于选择工作频率；

脚7DRAIN（D）接芯片内部功率MOSFET漏极。



下面介绍一下各功能的实现。

频率选择将脚5与脚4短接，工作频率为400kHz；将脚5与脚1短接，工作频率为300kHz，脚5不能悬空。

输入过欠压检测输入欠压保护的作用是使输入电压达到设定值时，芯片才开始工作，防止误触发；过压保护则是保护电路输入部分，不会因输入电压过高而损坏，见图3。

可编程电流限制将一电阻RIL接于脚3与脚4之间，就可实现对内部功率MOSFET漏极电流的限制，防止因输出过流或短路引起的损坏，见图4。



ON/OFF开关控制可实现对芯片的开关控制，脚3若悬空则芯片停止工作，见图5；若在三极在电源开启时，防止浪涌电流过大而损坏内部功率MOSFET及防止变压器饱和；自动重启动功能是在电路工作不正常时，使芯片处在一种低功耗的保护状态，恢复正常后使电路重新启动。

热关断保护用来保护芯片不因过热而损坏，当芯片温度高于137℃时，芯片内部保护电路会使内部功率MOSFET停止工作；当芯片温度低于110℃时，保护会自动解除，芯片继续工作。



2 电路设计

实用电路见图8。



图8是一标准单路输出、正激式DC/DC变换器，输入电压为36～72V，48V输时效率可达90％。电阻R1设置输入过、欠压保护分别为33V和86V；R3用来设置输入电流限制；脚5连接于脚1使芯片工作于300kHz；VR1用来嵌位功率MOSFET的漏极电压并使磁芯复位；C9及R5用来保护Q2，使漏源电压不超过Vdss；次级功率MOSFETQ1，Q2用来实现同步整流，提高整机工作效率；L2的初级用作输出扼流圈，次级整流、滤波后为芯片提供偏置电流；稳压部分采用了比较器431，与R10及R11组成的输出分压网络进行比较，并通过偏置绕组提供的偏置电流完成稳压；D3及C13组成一个软启动网络，与芯片内部限流、软启动共同用来防止电源启动时的过冲现象，R7用来给C13放电；R6，C16，R12，C14，R9，R4，C5共同完成控制循环响应。

3 结语

综上所述可以看出，DPA Swithc系列芯片是一种高度集成的DC/DC电源控制芯片，正因为它的高度集成而使设计得到简化，设计者感到方便、简捷。