July 2011 2011 Fairchild Semiconductor Corporation FAN7631 1 0 0 FAN7631 半桥谐振变换器用高级脉频调制 半桥谐振变换器用高级脉频调制 PFM 控制器 控制器 FAN7631 半桥谐振变换器用高级脉频调制 半桥谐振变换器用高级脉频调制 PFM 控制器 控制器 产品特性产品特性 占空比50 的变频控制 用于半桥谐振变换器拓扑 高效率 采用零电压 开关 ZVS 高达600kHz工作频率 内置高端门极驱动器 大 门极驱动电流 500mA 1000mA 通过一个电阻可设计死区时间 轻载条件下频率限制 可编程 脉冲间歇工作模式 采用FI或LS管脚 可简易远程开 关控制 且具有锁定 或自动重启 A R 功能 保护功能 过压保护 OVP 过载保护 OLP 过流保护 OCP 异常过流保护 AOCP 内部 热保护 TSD 高精度线电压欠压保护 LUVLO 启动期间有电平 变化OCP功能 适用范围 等离子 PDP 与液晶 LCD 电视 台式计算机与服务器 视频游戏控制器 适配器 通信电源 说明 FAN7631是一种脉频调制控制器 用于高效半桥谐振变换 器 包括一个高端门极驱动电路 一个精确的电流控制振 荡器以及多种保护功能 其特征包括死区时间可变 工作 频率高达600kHz 并具有很多保护功能 例如LUVLO 该保护采用LS管脚 以及一个可选择为锁定或A R的保护可 方便使用 采用的零电压开关 ZVS 技术减少了开关损耗 并显著 地提高了了效率 ZVS也能明显减小开关噪声 因此容许 采用参数较小的电磁干扰 EMI 滤波器 FAN7631提供了搭建一个可靠的谐振变换器的所有必要条 件 并简化了设计 提高了生产率和性能 FAN7631也能 用于谐振变换器拓扑 比如串联谐振 并联谐振以及LLC 谐振变换器 相关资源相关资源 AN4151 采用FSFR系列飞兆功率开关 FPS 的半桥 LLC谐振变换器的设计 订购信息订购信息 器件型号器件型号 工作结温工作结温 封装封装 包装方法包装方法 FAN7631SJ 40 C 130 C 16 引脚式小尺寸封装 SOP 塑料管 FAN7631SJX 胶带 CSS开始以 IOLP放电直到SS管脚电压VSS达到VSS START 1 6V 随后 发出OLP MOSFET关断 但是 如果OLP条件消失 CSS 不会被放电 相反地 它会被ISS1快速充电 如果VCON低于1V OLP禁止 6 2 过流保护过流保护 OCP 当感应到的CS管脚电压跌落到低于VOCP 0 54V 且持 续时间超过OCP消隐时间tBO 200ns 时 OCP被触发 开关过程立即停止 6 3 异常过流保护 异常过流保护 AOCP 如果次级整流二极管短路 di dt非常高的大电流会在OCP 发生前流过MOSFET 一旦检测到的电压跌落到低于 1 10V AOCP就会在一个很短的50ns消隐时间tBAO后发生 且开关过程立即停止 6 4 电平电平 变化变化 过流保护 过流保护 OCP 在软启动期间 OCP禁用 且AOCP启用自重启模式 取 代 锁定模式 6 5 过电压保护 过电压保护 OVP 当LVCC达到23V时 OVP触发 当采样变压器的辅助绕组 提供VCC至FPS 时 此保护得到使用 6 6 热关断 热关断 TSD 一般地 控制器内部门极驱动电路的温升与开关频率的频 升成比例 内置热关断功能是为了检测异常过温 比如环 境温度或者IC内部地过驱动 在锁定模式下 如果温度超 过TSD 130 C 热关断触发 6 7 电源电源 UVLO FAN7631包含一个精确的电源UVLO 或电源欠压 功能 其具有可编程的滞环电压 如图36所示 在 VLS高于VLINE 3V时 此功能可以启动或重启动IC 反之 亦然 IC启动与停止电压之间的滞环电压 可以根据ILINE 编程 在正常工作中 比较器的输出是高电平 且ILINE是无效 因此LS管脚的电压VLS可以通过电阻R1与R2分压获得 相 反地 当比较器的输出是低电平时 ILINE有效 可通过计 算流经R1的电流与ILINE的差值获得VLS 如果有必要 CFilter可用来减少由变压器或开关变换的感应 噪声 一般地 依赖于噪声大小 可采用几百皮法到几十 纳法的电容 2011 Fairchild Semiconductor Corporation FAN7631 1 0 0 14 FAN7631 半桥谐振变换器用高级脉频调制 半桥谐振变换器用高级脉频调制 PFM 控制器 控制器 启动与停止输入电压可以通过下式计算 2 21 R RR VV LINESTOPlinkdc 4 1 RIVV LINESTOPlinkdcSTARTlinkdc LS ILINE Line Good VLINE 2 dc link R1 R2CFilter Figure 36 电源电源 UVLO 7 简易遥控简易遥控 On Off 在锁定模式或自重启模式下 功率电路停工 如图 37所示 对于锁定模式保护电路 需要采用FI管脚 一旦FI管脚电 压通过光电耦合器被拉高到VFI 4V 时 立即停止开关过程 为配置外部自重启模式保护电路 采用了一个光电耦合器 与LS管脚 当LS管脚电压低于VLINE 3V 时 IC停止工 作 当光电耦合器结束拉低时 IC本身可以完成自重启 6 FI VFI Rbias Pulled up Stop Switching with Latch LVCC LS ILINE Line OK VLINE 8 dc link Pulled Down Stop Switching with A R R2 R1 External Protection External Protection Line Sensing Resistor Figure 37 外部保护电路外部保护电路 上图 锁定模式 下图 上图 锁定模式 下图 A R模式 模式 8 电流检测方法电流检测方法 FAN7631采用了一种负电压检测方法来检测MOSFET的漏 极电流 该方法可使IC忽视 MOSFET的驱动电流 因此允许采用电阻检测方法 且采 用一个低时间常数的滤波器 也可以采用电容检测方法 8 1 电阻检测方法电阻检测方法 IC检测漏极电流 信号为负电压 图 38所示 合理的滤波器时间常数范围可为一个工作周期的 1 30 1 10 RSENSE FAN7631 CS SGPG CDL VCS Ids Ids VCS Ns Ns LO CTR HO Np Filter Cr Figure 38 电阻检测电阻检测 8 2 电容检测方法电容检测方法 漏极电流可以采用一个额外的与谐振电容并联的电容检测 如图39所示 在低端开关导通时 通过CB的电流 ICB流经CB RSENSE形成VSENSE 根据Cr与CB 的阻抗比 ICB是按比例缩小的Ip 一般地 CB与Cr比较合适的比值为1 100 1 1000 RD可用作阻尼器 来减小由开关转换产生的 噪声 可选为几百到几千欧姆 SG PGN s Np N s Cr Ip RD CB VSENSE RSENSE CFilter RFilter iCB ip VSENSE FAN7631 CS SGPG LO CTR HO CDL Figure 39 电容检测电容检测 VSENSE可以通过下式估算 sense B pk Crsense R Cr C IV 5 2011 Fairchild Semiconductor Corporation FAN7631 1 0 0 15 FAN7631 半桥谐振变换器用高级脉频调制 半桥谐振变换器用高级脉频调制 PFM 控制器 控制器 物理尺寸物理尺寸 Figure 40 16 引脚式小尺寸封装引脚式小尺寸封装 SOP 封装图纸是作为一项服务 提供给考虑飞兆半导体产品的客户 具体参数可进行改动 且无需做出相应通知 请注意图纸上的版本和 或 日期 并联系飞兆半导体代表核实或获得最新版本 封装规格并不超出飞兆公司全球范围内的条款与条件 尤其指保修 保修涉及飞兆 半导体的全部产品 即时访问飞兆半导体封装网页 可以获得最新的封装图 2011 Fairchild Semiconductor Corporation FAN7631 1 0 0 16 更新及免责声明 本文为中文翻译稿 仅供参考 Fairchild 半导体虽然合理谨慎从事以确保本文的准确和完整 但没有明示或暗示保证本文没有任何错误和疏忽 请访问 网站查阅最新版本 FAN7631 半桥谐振变换器用高级脉频调制 半桥谐振变换器用高级脉频调制 PFM 控制器 控制器 。