L5991 L5991A 带备用的主控制器

电流模式控制PWM

开关频率高达1MHz

启动电流低（<120μA）

适合大电流输出驱动

功率MOSFET（1A）

带双脉冲抑制的全锁存PWM逻辑

可编程占空比

100%和50%最大占空比限制

备用功能

可编程软启动

一次过电流故障检测及重新启动延时

带迟滞的PWM UVLO

输入/输出同步

锁定禁用

电流感应内部100ns前沿空白

包装：DIP16和SO16

说明

这个主控制器是在BCD60II中开发的技术，已经被设计成使用固定频率电流模式控制。基于标准电流模式PWM控制装置，该装置具有如下特点可编程软启动，输入、输出同步，禁用（用于过压保护和用于电源管理），精确最大负载前沿空白控制100ns电流检测、逐脉冲电流限制、带软启动干预的过电流保护，以及振荡器频率降低的备用功能变矩器轻载时。

电气特性（VCC=15V；Tj=0至105°C；RT=13.3kΩ（*）CT=1nF；除非另有规定。）

RT=RA//RB，RA=RB=27kΩ，见图。

电气特性（续）

备用功能

备用功能针对反激拓扑优化，可自动检测轻载状态并降低振荡器频率。正常振荡当输出负载增加并超过定义的阈值时，频率自动恢复。此功能允许最小化与开关频率相关的功率损耗，开关频率代表大部分损耗在轻载反激中，而 out放弃了更高开关的优点重载时的频率。这是通过监视线性相关的误差放大器（VCOMP）在峰值一次电流上，除了偏移。如果峰值一次电流降低（作为负载）且VCOMP低于固定阈值（VT1），振荡器频率将设置为下限值（fSB）。当一次电流峰值增加并且VCOMP超过第二个阈值（VT2）振荡器频率设置为正常值值（fosc）。适当的滞后（VT2-VT1）防止意外的频率变化功率使VCOMP靠近门槛。该操作如图21所示。正常频率和备用频率都是外部可编程。VT1和VT2是相互固定的，但可以根据输入功率电平调整阈值。

申请信息

详细引脚功能说明

针脚1.同步（输入/输出同步）。此功能允许IC振荡器同步其他控制器（主控制器）或要同步到外部频率（从）。作为主脉冲，引脚在振荡器的下降沿传递正脉冲（见引脚2）。在从属操作电路边缘触发。参考如图23所示。当几个IC并行工作没有主从指定需要，因为最快的一个自动成为主控。在振荡器的斜坡上升过程中，引脚由600μa内部漏电流发生器拉低。在下降边缘，当脉冲释放，600μA下拉开关断开。针变成了一个发电机电源容量通常为7毫安（带电压仍然高于3.5V）。

在图22中，给出了同步L5991的一些实际示例。由于设备在轻载条件下会自动降低其工作频率，因此合理地假设同步将指正常运行，而不是备用。针脚2。RCT（振荡器）。两个电阻器（RA和RB）和一个电容器（CT），如所示连接图23，允许单独设置正常工作时振荡器的工作频率（fosc）在待机状态下（fSB）。CT通过RA从Vref充电，在正常运行（待机=高）时，通过RA从RB充电仅在待机状态下（待机=低）。参见针脚16说明如何生成备用信号。当CT上的电压达到3V时，电容器内部迅速放电。作为电压电压降到1V，又开始充电了。

振荡频率可以用

借助于图14的图表，其中RT将是正常情况下与RA和RB平行运行且RT=RA处于备用状态，或考虑以下近似关系：

给出正常工作频率，以及：

这就是备用频率

变矩器将在轻负载时工作。在上述表达式中，RA//RB表示：

并与下降沿的持续时间有关锯齿：

Td也是针1处传送的同步脉冲的持续时间，定义了占空比范围Dx（Dx定义见针脚15和计算）因为在下降沿时输出保持在较低水平。但是，如果V15连接到VREF，则开关频率为所取值的一半根据图14或由（1）和（2）得出。防止振荡器频率切换从fosc到fSB来回，fosc/fSB的比值不得超过5.5。

如果在正常运行期间，IC将与外部振荡器、RA、RB和CT同步应选择低于主机的fosc任何情况下的频率（通常为10-20%），也取决于零件的公差。针脚3。DC（占空比控制）。偏袒这个针脚电压在1到3 V之间是可能的将最大占空比设置在0和上限Dx（见针脚15）。如果Dmax是所需的最大占空比，则施加在针脚3上的电压V3为：

Dmax通过V3和振荡器斜坡之间的内部比较确定（见图24），因此，如果设备与外部频率fext同步（因此振荡器振幅减小），（5）变为：

低于1V的电压将抑制驱动器输出。无法对此设备进行锁定禁用，例如在过电压保护的情况下（见应用理念）。如果不需要限制最大占空比（即DMAX=DX），则销必须保持浮动。内部上拉（见图24）可使电压保持在3V以上。如果插脚拾取噪声（例如。在ESD测试期间），它可以连接到VREF通过4.7kΩ电阻器。

针脚4。VREF（参考电压）。设备是提供精确的电压基准（5V±1.5%）能够向外部传输一些毫安电路。小型薄膜电容器（0.1μF典型值），连接在该引脚和SGND之间，建议确保发电机的稳定性并防止影响基准的噪声。在设备启动前，该引脚的漏电流约为0.5mA。

针脚5。VFB（误差放大器反向输入）。这个反馈信号应用于该引脚，并与E/A内部参考（2.5V）比较。这个E/A输出产生控制电压修正占空比。E/A采用高增益带宽产品，这样可以拓宽整体控制回路，高转换率和电流可容性，改善其大信号特性。通常，稳定整个控制回路的补偿网络连接在该引脚和COMP（引脚6）之间。

针脚6。COMP（误差放大器输出）。通常，此引脚用于频率补偿和相关网络连接在这两者之间引脚和VFB（引脚5）。自L5991以来，补偿网络无法接地E/A是电压模式放大器（低输出阻抗）。有关补偿技术的一些测试，请参见应用思路。值得一提的是补偿网络的部分值必须将备用频率操作计入交流计数。特别是，这意味着开环交叉频率不得超过fSB/4÷fSB/5。监测引脚6上的电压，以便在转换器工作时降低振荡器频率轻载（备用）。

针脚7。SS（软启动）。在设备启动时，连接在该引脚和、SGND（引脚12）由内部电流充电发电机，ISSC，高达7伏。在这期间斜坡，E/A输出被电压钳制通过Css本身，允许线性上升，从零开始，直到控制回路给出的稳态值。E/A夹紧期间的最长间隔时间，参考软启动时间约为：

式中，Rsense是电流感应电阻器（参见针脚13） IQpk是开关峰值电流（流动取决于NSE的输出）装载。通常，对于TSS，CSS的选择通常是毫秒级。如前所述，软启动介入也可用于严重过载或短路接通输出。参考图25，逐个脉冲电流限制在某种程度上是有效的只要

可以减少电源开关的接通时间（从A到B）。最短接通时间后达到（从B开始）电流用完控制。为了防止这种风险，比较器触发过电流处理程序，称为“hiccup”模式当电压高于1.2V（C点）时检测到电流检测输入（ISEN，针脚13）。基本上，IC关闭，然后软启动只要检测到故障状态。结果，操作点突然移到D，创建折叠效果。图26示出了操作。永久性故障时软启动电容器上出现的振荡频率，参考以“打嗝”为周期，约为

由于系统会尝试重新启动每个故障周期，因此不存在任何闩锁风险。“打嗝”使系统处于控制状态，以防短路，但不能消除脉冲限制（从A到C）期间功率元件的应力过大。如果能更好地控制过载，则需要其他外部保护电路必修的。

针脚8。VCC（控制器电源）。这个针提供集成电路的信号部分。设备启用为VCC电压超过启动阈值和只要电压高于UVLO就可以工作门槛。否则，设备将关闭并电流消耗极低（<150μA）。这对于减少启动电路的消耗（在模拟情况下，只有一个电阻器），它是对电力损耗最重要的贡献备用物品。内部齐纳器将VCC上的电压限制为25V。如果超过此限值，IC电流消耗将显著增加。这个引脚和SGND之间的一个小的薄膜电容器（针脚12）尽可能靠近IC建议过滤高频噪声。

针脚9。VC（功率级供电）。It供应外部开关的驱动器，因此ab吸收脉冲电流。因此，建议11针电容器（PGA，尽可能靠近IC）能够维持为了避免这些电流脉冲引起骚动。这个引脚可以连接到缓冲电容器直接或通过电阻器，如图27所示，分别控制开关外部开关的速度，通常是功率 MOS。导通时，栅极电阻为Rg+Rg’，At关闭仅限于Rg。

针脚10。输出（驱动器输出）。该引脚是外部电源驱动级的输出开关。通常，这将是一个功率mos，al ，尽管驱动器的功率足够驱动BJT（1.6A源，2A汇，峰值）。驱动器由图腾杆和高侧NPN达林顿和低侧VDMOS组成，因此不需要外部二极管钳位防止电压低于地面。内部钳位限制了传输到栅极电压为13V。因此可以提供具有更高电压的驱动器（引脚9），无任何风险外部MOS栅氧化层的损伤。钳位不会导致芯片内部的功耗增加，因为门电荷的电流峰值出现在栅极电压是几伏，而钳位不是积极的。而且，当闸极电压为13V，稳态。在UVLO条件下，内部电路（如图所示

在图28）中，为了确保不能打开外部电源。这种电路的特点是能够保持相同的接收器容量（通常为20mA@1V）从VCC=0V到启动阈值。当超过阈值时，L5991开始工作，VREFOK被拉高（参考图。28）并且电路被禁用。然后可以省略“放气”电阻器（连接在门和源之间（MOS）通常用来防止不受欢迎的外部MOS的接通是因为一些泄漏电流

针脚11。PGND（电源接地）。电流回路在排出外部闸门的过程中MOS通过这个引脚闭合。这个循环应该尽可能短，以减少电磁干扰和运行与信号电流回路分开。

针脚12。SGND（信号接地）。这个接地是指集成电路的控制电路，因此所有相关外部部件的接地连接要控制功能，必须引出这个引脚。铺设中在PCB外，必须注意防止从流经SGND路径。

针脚13。ISEN（当前感觉）。这个别针连接到电流感应的“热”引线上电阻Rsense（另一个接地），至得到一个电压斜坡，它是开关电流（IQ）的图像。当电压相等时：开关导通终止。为了提高抗扰度，一个“领先优势大约100ns的“消隐”在内部实现为如图29所示。因此，平滑这个引脚和Rsense之间的RC滤波器可以重新移动，或者至少可以大大减少。

针脚14。DIS（设备禁用）。当电压当针脚14上升到2.5V以上时，IC关闭需要拉VCC（IC电源电压，引脚8）低于UVLO阈值，以允许设备重新启动。引脚可由外部逻辑信号驱动在电源管理的情况下，如图。30也可以实现过电压保护，如“应用”一节所示如果使用的话，用一个滤波器电容器将这个引脚接地，以避免由于噪音尖峰。如果没有，则必须连接到中士。

针脚15。DC-LIM（最大占空比限制）。这个占空比范围的上限Dx取决于施加在该引脚上的电压。差不多，

如果DC-LIM接地或保持浮动。取而代之的是

输出开关频率将减半

关于振荡器，因为内部T触发器（见方框图）被激活。图31示出了该操作。半占空比选项加速定时电容器CT的放电（为了占空比尽可能接近50%）因此振荡器频率-在相同的定时元件下，频率会稍高一些。

针脚16。S-BY（待机功能）。电阻器RB，与RA一起设置振荡器正常工作（fosc）。事实上，只要当备用信号高时，引脚通过以下方式与参考电压VREF相连N沟道场效应晶体管（见图32），因此定时电容器CT通过RA和RB充电。什么时候？备用信号降低N沟道场效应晶体管关闭时，销将浮动。RB是

现在断开，CT通过RA充电只有。这样振荡器频率（fSB）将低一点。参考针脚2说明了解如何计算正时组件。VT1和VT2的典型值为2.5 V和4 V分别。这个1.5V的滞后足以防止频率变化达到5.5与1 fosc/fSB比率。VT1的值使得当输入功率约为最大值的13%。如果必要时，可以降低功率通过添加直流偏移量（Vo）低于13%的阈值在电流感应引脚（13，ISEN）上。这也将允许频率变化大于5.5到1。以下公式适用于设计：

其中PinSB是输入功率，低于L5991识别轻负载并切换振荡器频率从ƒosc到fSB，PinNO是输入功率高于此值时，L5991会切换从ƒSB返回到ƒosc并Lp反激变压器的初级电感。连接到Vref或在以下情况下保持此引脚打开未使用备用功能。

布局提示

一般来说，正确的电路板布局是对正确操作至关重要，但并非易事。小心放置组件，正确布线，适当的迹线宽度，如果高电压，符合隔离距离主要问题。L5991通过将两个引脚用于单独的电流偏压（SGND）和开关驱动电流的返回（PGND）这件事很复杂，这里只会提醒几个重要的问题。

（1） 所有电流返回（信号接地、电源接地、屏蔽等）应单独布线，且应仅在单个接地点。

（2） 噪声耦合可以通过最小化电流环所限定的区域。这个特别适用于高脉冲回路水流。

（3） 对于高电流路径，应在PCB的另一侧可能：这将降低两个阻力以及线路的电感。

（4） 磁场辐射（和杂散电感）可以通过保留所有痕迹来减少开关电流尽可能短。

（5） 一般来说，携带信号电流的轨迹应远离携带脉冲电流或电压快速摆动的痕迹。从这种观点，应该特别小心高阻抗点（电流感应输入、反馈输入等）。可能是个好主意在PCB一侧和另一边有电源痕迹。

（6） 对一些重要的电路的点，例如参考电压，IC的电源引脚等。

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