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1、概述：LM5025PWM 控制器包括了采用有源箝位复位实现电源变换器的所有必要的特点。此 IC 可用来实现控制一个 P 沟道箝位开关或一个 N 沟道箝位开关。采用有源箝位技朮可以实现 更高的效率和更大的功率密度，这相当于传统的绕组复位或 RDC 箝制复位技朮。它提供两 个控制输出端：主电源开关控制0UT-A和有源箝位开关控制OUT-B。有源箝位输出可以实 现一个可调整的重迭时间（对于 P 沟道应用）或一个可调整的死区时间（对于 N 沟道应 用）。这两个内部合成的栅驱动器采用并联的 M0S 和双极器件提供优越的栅驱动特性。此 控制器是为1MHz以上的振荡频率工作设计，其PWM及电流检测延迟的延迟
2、时间小于100nsLM5025包括一个输入电压范围可在13V到90V的高压起动调整器。其它特点包括：线 路欠压锁定，软起动，有可以上下同步性能的振荡器，精密电压基准和过热关断保护。特色：内部起动偏置调节器。3A 驱动能力的合成的主驱动器。带可调节的带有阈值窗口可调的线路欠压锁定。具有电压前馈的电压控制模式。可调整的两种模式的过流保护。在主输出与有源箝位输出之间的可调节的重迭或死区时间。伏秒箝制。可调的软起动。前沿消隐。单电阻调节频率的振荡器。精密5V的基准电压。过热关断保护。各端子功能描述：PIN1.VIN,输入电源电压。起动调整器的输入端。输入电压范围为13V到90V,可瞬 时到100V。P
3、IN2 RAMP，调制斜波信号。Vin端的一个外部RC电路设置斜波斜率。此端子通过一 个内部FET在每一个周期的最后放电，由内部时钟或伏秒积箝制比较器来启动。PIN3.CS1，逐个周期限制的电流检测器输入端。如果CS1端电压超过0.25V,输出端 将进入逐个周期限流的状态。在0UT-A开关为高电平之后CS1端保持低电平在50ns内，以 提供前沿消隐。PIN4.CS2，为重新软起动的电流检测输入端。如果CS2端电压超过0.25V,输出端将 被禁止工作，且软起动重新开始。软起动电容将完全放电，然后再释放一个上拉电流。在 第一次输出脉冲之后（SS=1V）, SS端充电电流将恢复到120uAo在0UT
4、-A输出为高电平 之后CS2端保持低电平50ns，以提供前沿消隐。PIN5.TIME，输出/死区时间控制。外部电阻RSET为有源箝位输出端设置重迭时间或 死区时间。接于TIME与GND端之间的电阻产生重迭时间给0UT-A和0UT-B输出脉冲。连接 于TIME端与REF端的电阻RSET产生死区时间给OUT-A和OUT-B输出脉冲。PIN6.REF,精密5V的基准电压输出端。最大输出电流10mA，用一个0.1卩F的电容去 耦。线路欠压锁定保护和Vcc欠压比较器激活时基准电压输出为低电平。PIN7.VCC，内部高压起动调节器的输出端，VCC电压被调整到7.6V。如果辅助绕组提 高此端的电压超过调节器
5、设置的电压时，内部起动调整器将关断，这可以减少IC的功率损 耗。PIN8.0UT-A主开关PWM输出驱动的输出端。有3A的峰值源漏电流的能力。PIN9.0UT-B,有源箝位开关栅驱动的输出端。能提供1.25A的峰值源漏电流的能力。PIN10.PGND，功率地。直接连接到模拟地。PIN11.AGND，模拟地。直接连接到功率地。对于LLP 封装，选择露出的焊接点连接在AGNDoPIN12.SS，软起动控制端。一个外部电容和一个内部20uA的电流源设置软起动斜波。 当CS2端有过流过热情况时，SS端电流源会减小到1UA。PIN13.C0MP，脉宽调制器的输入端。在此端提供了一个5KQ的内部上拉电阻。
6、给外部 光耦提供电流，从COMP端控制PWM占空比。PIN14.RT，振荡器定时电阻端。连接于RT端与地端的外部电阻，设置内部振荡器的 频率。PIN15.SYNC，振荡器上/下同步输入端。内部振荡器可用一个频率低于内部振荡器自 激振荡频率的 20%的外部时钟同步。对高的同步频率没有限制。PIN16.UVL0，线路欠压关断。从电源到地的一个外部分压器来设置比较器的关断电平。 比较器的窗口为2.5V。其阈值由一个20uA的内部电流源来设置其开启和关断。LM5025的IC内部等效电路如图1。OUTLARTDRfVEIOUTS0CS10VArnp Only2.WI4AKV-S CLAMP7.SSEAI
7、E3 REGULAJOFREFERENCE RCF电源网 mvi.v.dianyuanosmTIMEPGWDAGMD0S2zRD3SlkCLK-H-EBUVLO tTjrUVLQ HYSTERESIS (3D nA)SYMC-3 IORAWO ao ixAGOMPCLKLDEfiOTIME OR OvERlAA CONTROLLOGICOSCILLATORFFRAMRUVLOIOGIG图1 LM5025电压型有源箝位正激PWM IC内部等效电路采用LM5025的DC/DC电路简图如图2。UP.DOWNSYMCLH5025An1斗一rTl，乡k 一 二給F* COMP C32 SYNC ss P
8、GUD AG ND图2 LM5025控制的电压型DC/DC变换器电路下面是细节的功能描述：高压起动源LM5025包含一个允许输入端Vin直接连接在线路电压上的内部高压起动调整器。此调 整器的输出端内部电流被限制到20mA。当接入电源时，调节器使能并源出电流，此电流流 入一个连接于VCC端的外部电容。推荐VCC调整器的电容值范围为O.luF到1 OOuF。当 VCC端的电压达到调整点7.6V且内部基准电压达到它的调整点5V时，控制器输出端使能。 输出端保持使能直到VCC降到低于6.2V或线路欠压锁定检测器指示VIN超出了范围。在典 型应用中，变压器的一个绕组经过一个二极管连接到VCC端。此绕组必
9、须将VCC电压提到 高于8V以关断IC内部的起动调整器。为减小控制器的功率损耗必须从辅助绕组给VCC供 电来提高效率。外部VCC电容必须足够大，以使VCC在开始起动时保持VCC电压高于6.2V。在变换器 的辅助绕组不能被激活的故障模式期间，VCC线路上的外部电流将被限制，因为起动调整 器的功率损耗不能超出控制器允许的最大功率损耗。一个外部起动调节器或其它偏置源可以代替内部的起动调整器，代替方法是把VCC端 和VIN端连接在一起，并把外部偏置源电压送到这两个端子。线路欠压检测器LM5025包含一个线路欠压锁定电路。一个连接于VIN端与GND端的外部分压器设置转 换器的工作范围。分压器必须设计好，
10、以便当Vin在预期的工作范围内时，UVL0端的电压 将大于2.5V。如果没有达到欠压阈值，控制器的所有功能都不能实现，且控制器保持在一 个低功耗的待机状态。UVLO的阈值窗口由IC内部的20uA内部电流源的开启和关断来实 现。当超出UVL0的阈值时，电流源被激活以便立即提高UVLO端的电压。当UVL0端的电压 降低到低于2.5V的阈值时，电流源被关断引起UVLO端的电压下降。UVLO也可用来实现一 个遥控开关的功能。把UVLO端的电压拉到低于2.5V阈值会禁止变换器工作。PWM 输出主输出OUT-A和有源箝位输出端OUT-B的相对相位可以实现特殊应用。对使用一个标 准 P 沟道箝制开关的有源箝
11、位的实现，这两个输出应该同相，同时箝位输出与主输出有重 迭。对于用高边 N 沟道箝位开关的有源箝位的实现，有源箝位输出应该与主输出反相，且 在这两个栅驱动脉冲之间应该有一个死区时间。LM5025的一个特点就是能精确地实现栅驱 动器输出之间的死区时间(都关断)或可重迭时间(都导通)的调整性能。重迭/死区时间 的大小受连接于控制器的TIME端的电阻值的控制。此电阻的另一端可以连接在REF端来控 制死区时间或接在 GND 端来控制重迭时间。内部配置的检测器检测连接状况，并实现主输 出和有源箝位输出的相位关系。重迭时间和死区时间的大小可以按下式计算：Overlap Time (ns) = 2.8 x
12、R5ET - 1.2Dead Time (n)= 2.9 x复合式栅驱动器LM5025 包含两个独特的复合式栅驱动器，它们与 MOSFET 和双极器件并联来提供整个 开关过程的高驱动电流。双极型器件提供驱动电流的大部分并提供相对恒定的漏电流，这 非常适合驱动大功率的MOSFET。在开关动作快完成时，双极器件接近饱合，内部MOS器件 继续提供低阻抗以完成驱动开关的动作。关断期间位于密勒曲线约2V3V的平坦段，这是栅驱动电流最需要的。所有的MOS栅 驱动器的电阻特性对于导通是合适的，因为供电的输出电压在米勒效应区的差异是相当大 的。然而在关断期间，电压差异是小的，且双极型栅驱动器的电流源特性对于提
13、供快速驱 动特性是有利的。PWM比较器PWM比较器比较RAMP端的斜波信号和COMP端的反馈回路误差信号。此比较器对于快 速实现最小的可控占空比是最佳的选择。连接于内部5V基准电压和COMP端之间的5KQ内 部上拉电阻提供给光耦的晶体管。比较器的在COMP端为0V时它将在两个栅驱动器的输出 端都产生零占空比。伏秒积箝制伏秒积箝制比较器比较RAMP端的斜波信号和2.5V基准电压，通过对RFF和CFF的恰 当的选择，主开关的最大导通时间可被设置成所需要的时段。由伏秒积箝制设置的导通时 间的变化与线路电压的变化相反，因为当箝制电压阈值是一个固定2.5V的电压时，RAMP 电容由一个连接于Vin端的电
14、阻充电。用一个例子阐述伏秒级箝制比较器对于形成一个50% 占空比的限制，频率为200HKz，线路输入电压为48V的应用：在200HKz时一个50%的占空 比需要一个2.5us的导通时间。在48V输入时伏秒的乘积为120V*us(48V*2.5us)。为 了实现此箝制水平，有：选CFF = 470pf, RFF = 102KQ，推荐CFF的电容值范围是100pf到1000pf之间。在每一个周期结束时，CFF斜波电容通过一个内部放电开关放电，此放电开关由内部 时钟或伏秒积箝制比较器控制，要看哪一个动作先发生。电流限制LM5025包含两个过流保护模式。如果在CS1输入端的检测电压超过0.25V,现有
15、的功 率周期被终止(逐个周期电流限制)。如果CS2输入端的检测电压超过0.25V，控制器将 终止当前的周期，令软起动电容放电，且把软起动电流源减小到1UA。软起动电容在被完 全放电之后释放再用一个luA的电流源缓慢充电。当SS端的电压达到大约IV时，PWM比 较器将在OUT-A产生第一个输出脉冲。第一个脉冲出现以后，软起动电流源将恢复到额定 值20uAo给SS端电容完全放电然后再慢慢充电这种方式形成一个低占空比打呃方式来保 护一个连续过载的变换器。这两种模式的过流保护允许用户柔性地实现过载保护的特性。如果在过载情况下要求系统起到电流源的作用，则CS1端的逐个周期电流限制应当用到。在这种情况下电流检测 信号应该加到 CS1 输入端，而 CS2 应该接地。如果在过载情况下要求系统短暂关断，接着 重新软起动，那么应该用 CS2 端的打呃式限流模式。在这种情况下电流检测信号应该加到 CS2 输入端，且 CS1 输入端应该接地
