PWM电源控制器拓扑结构及仿电流感测信号技术

2.2应用举例——5.5V至36V输入，3A步降DC／DC转换器TPS5430

TPS5430 3A DC／DC转换器对于采用通用12V或24V电源轨的大范围应用来说是理想的选择。采用相应的SWIFT软件工具能大大地降低开发时间。图2为TPS5430功能与应用示意图。其主要特点为：集成110mΩ N道沟MOSFET；固定的500kHz转换频率；可调节输出电压低至1.23V；具有内置补偿与内置慢启动及内置阴极负载二极管(bootstrapdiode)；电压前馈与内置过电流保护及热关断；仅有18μA的关断静态电流；-40℃至125℃的工作交汇温度范围；封装模式：小型化热强化型8引脚S01CPower PAD封装。

应用领域：在消费应用方面，如机顶盒、DVD、LCD显示；亦可在工业及车载音频电源与电池充电器、高功率LED电源及12／24-V分布式电源系统上应用。

3、高与宽输入范围DC/DC降压稳压系统典型应用举例

可整合76V输入、低静态电流、2A降压型DC-DC转换器

图3(a) MAX5090功能与应用示意图。其特征为：无需使用MOV或TVS；6.5V至76V宽输入电压范围；承受高达80V汽车甩负载；高性能，满载下具有92％的高效率，无负载时310μA低静态电流，19μA低关断电流；为严酷的汽车环境而设计，确保工作在-40℃至+125℃结温范围内，打嗝模式短路保护，保持器件凉态，热关断和短路限流。上述功能可整合在5mm X 5mmTQFN封装内。3.2频率最高并具有宽输入电压范围(5V至23V)的2A DC-DC转换器MAX5089见图3(b)示意。 其特征为：2.2MHz开关频率，避免噪声干扰 敏感的AM波段或ADSL2+频段；5V±10％或5.5V至23V的宽Vin范围，适合宽广的汽车电压范围和对xDSL和机顶盒的宽电压范围墙上适配器进行稳压及用于控制7V至14V的粗调中间总线电压非常理想；高效，同步整流驱动器允许在宽Vin范围内实现最高效率。 图3(b)为MAX5089功能与应用示意图。

4、仿电流感测信号技术在DC/DC降压稳压系统设计中应用

4.1仿电流感测信号技术的引出

降压稳压器常用的调制控制方法有电压模式(VM)、电流模式(CM)及恒定导通时间(COT)等三种。电流模式控制可以轻易提供环路补偿，而且本身还有线路前馈补偿，因此颇受电源供应系统设计者的欢迎。一般来说：电压模式控制不会轻易受噪音的干扰，但瞬态响应及稳定性等方面的表现则不及电流模式。若采用恒定导通时间的控制方法：大部分稳定性的问题都会自动消失，而且线路及负载的瞬念响应也较为理想。但采用恒定导通时间控制的稳压器并非以恒定的开关频率操作，因此不能与外置时钟保持同步。

传统的电流模式控制方法有它的缺点。图4所示的是采用电流模式控制方法的降压稳压器的结构框图。稳压器的输出电压不但受监控，而且可与参考电压互相参照比较，一旦出现误差信号，便会传送到脉冲宽度调制器(PWM)。电压模式与电流模式的控制方式完全不同，原因在于两者的调制斜波信号来自不同的信号源。执行电流模式控制功能所需的调制斜波信号是一种与降压开关电流成正比的信号。电感器的电流会在开关导通期间流入降压开关。通电后，电感器电流的波形斜率为正数的(VIN—Vout)/L。降压开关电流的测量数值必须准确，而且有关数字要尽快测出，以便产生调制斜波信号。电流模式控制的主要缺点是很难取得降压开关电流信号。

4.2关于仿电流感测信号技术的特征

要快速而准确测量降压开关的电流并不容易，但可以采用新的方法模拟降压开关电流，而无需真正测量电流，避开测量的准确性问题。以降压稳压器来说，电感器电流是降压开关电流及自由轮转(续流)二极管电流的总和(图5为仿电流感测信号技术的降压稳压器波形示意)，降压开关电流波形由两个部分组成，其中有基本或消隐电平信号，也有斜波信号。消隐电平信号是整个开关周期的最低电感器电流值（谷值)。当降压开关启动，而自由轮转(续流)二极管关闭的一瞬间，电感器电流便处于最低值。电感器电流处于谷值时，降压开关及二极管的电流也同样处于其最低值。我们可以在降压开关启动前利用采杆及保持的方法进行采样，以测量自由轮转(续流)二极管的电流，所得的测量数值可以用来捕捉消隐电平信号。

来源：电子工程世界