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        基于HIP6004E的降壓型DC/DC變換器的設計

        作者: 時間:2011-03-19 來源:網絡 收藏

        1 引言

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/179401.htm

        是降壓型同步整流PWM控制器和輸出電壓監控器,它在一個很小的封裝(SOIC-20或TSSOP-20)內集成了PWM控制,輸出電壓調節,電壓監視和過壓、過流保護等功能,可在DC 1.050~1.825V范圍內,以25mV的增量精確調節輸出電壓。另外,它還具有軟啟動,工作頻率寬范圍可調,遙控開關機,快速的動態響應,輸出功率大,電壓穩定度好等特點。這些優點使可以廣泛應用于高性能微處理器供電(如Pentium Ⅲ和其它微處理器)和高功率及低電壓分布式供電系統中。

        2 引腳功能和工作原理

        2.1 引腳功能

        HIP6004E引腳排列如圖1所示。

        圖1 引腳排列

        各引腳功能如下:

        腳1(VSEN) 電壓檢測腳,連接到的輸出電壓端,PGOOD和OVP信號,利用該信號來檢測輸出電壓的狀態和進行過壓保護;

        腳2(OCSET) 過流設定腳,用來設定過流保護值;

        腳3(SS) soft start,從該腳連接一個電容到地,設定的軟啟動間隔時間,也可用來作為變換器的使能端,開啟/關閉變換器;

        腳4-腳8(VID25mV,VID0-VID3) 5位DAC的輸入腳,通過這5個腳可對內部電壓參考(DACOUT)進行編程,而DACOUT的輸出用來設定變換器的輸出電壓,同時也用來設定PGOOD和OVP的門檻電壓;

        腳9(COMP) 內部誤差放大器的輸出,用來補償變換器的電壓反饋信號;

        腳10(FB) 內部誤差放大器的反相輸入,用來補償變換器的電壓反饋信號;

        腳11(GND) 信號地;

        腳12(PGOOD) 電源好信號,OC門輸出,用來指示變換器輸出電壓的狀態;當輸出電壓超出DACOUT參考電壓的±10%范圍時,該信號變低,說明電壓不正常;

        腳13(PHASE) 將其連到上端MOSFET的源極,用來監視MOSFET的電壓降,從而實現過流保護,同時,它也是上端MOSFET門極驅動的返回路徑;

        腳14(UGATE) 將其連到上端MOSFET的門極,提供門極驅動信號;

        腳15(BOOT) 提供上端MOSFET的偏置電壓;

        腳16(PGND) 功率地,將下端MOSFET的源極接該腳;

        腳17(LGATE) 將其連到下端MOSFET的門極,提供門極驅動信號;

        腳18(VCC) 芯片工作電壓輸入;

        腳19(OVP) 過壓輸出信號;

        腳20(RT) 用來設置振蕩器的開關頻率。

        2.2 工作原理

        HIP6004E內部框圖如圖2所示。它由數模轉換器,電壓參考,誤差放大器,振蕩器,PWM比較器,軟啟動電路,過壓、過流保護電路,門極控制邏輯電路,上電復位電路等部分組成。

        圖2 HIP6004E內部框圖

        上電后,HIP6004E自動進行初始化,無需特殊的加電順序。POWER-ON(POR)實時監測芯片工作電壓(Vcc)和變換器的輸入電壓(Vin),當兩種電壓都超過設定門檻值時,開始進行軟啟動過程。芯片內部的10μA電流源對接在腳3(SS)的軟啟動電容進行充電,腳3電壓緩慢上升,并將誤差放大器的輸出電壓(COMP)和參考電壓(同相端輸入)都鉗位為腳3電壓。當腳3電壓上升到一定幅度時,與振蕩器產生的三角波進行比較,產生PHASE脈沖對輸出電容進行充電。當輸出電壓達到一定幅值后,參考電壓開始控制輸出電壓。當腳3電壓超過DACOUT電壓后,輸出電壓進入調節過程。這種軟啟動方法使輸出電壓快速地,可控地上升。軟啟動過程結束后,進入正常運行狀態,產生PWM波使上下端兩個MOSFET交替導通,并通過電壓反饋電路來維持輸出電壓的穩定。

        3 變換器的

        HIP6004E的典型變換器電路如圖3所示,以下詳細介紹過程。

        圖3 典型DC/DC變換器電路


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