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FAN7688SJX

FAN7688SJX

  • 厂商:

    ONSEMI(安森美)

  • 封装:

    SOIC16_208MIL

  • 描述:

    IC MONITOR PC PS OUTPUT 14-SOP

  • 数据手册
  • 价格&库存
FAN7688SJX 数据手册
Is Now Part of To learn more about ON Semiconductor, please visit our website at www.onsemi.com Please note: As part of the Fairchild Semiconductor integration, some of the Fairchild orderable part numbers will need to change in order to meet ON Semiconductor’s system requirements. Since the ON Semiconductor product management systems do not have the ability to manage part nomenclature that utilizes an underscore (_), the underscore (_) in the Fairchild part numbers will be changed to a dash (-). This document may contain device numbers with an underscore (_). Please check the ON Semiconductor website to verify the updated device numbers. The most current and up-to-date ordering information can be found at www.onsemi.com. Please email any questions regarding the system integration to Fairchild_questions@onsemi.com. ON Semiconductor and the ON Semiconductor logo are trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC dba ON Semiconductor or its subsidiaries in the United States and/or other countries. ON Semiconductor owns the rights to a number of patents, trademarks, copyrights, trade secrets, and other intellectual property. A listing of ON Semiconductor’s product/patent coverage may be accessed at www.onsemi.com/site/pdf/Patent-Marking.pdf. ON Semiconductor reserves the right to make changes without further notice to any products herein. ON Semiconductor makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does ON Semiconductor assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation special, consequential or incidental damages. Buyer is responsible for its products and applications using ON Semiconductor products, including compliance with all laws, regulations and safety requirements or standards, regardless of any support or applications information provided by ON Semiconductor. “Typical” parameters which may be provided in ON Semiconductor data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. ON Semiconductor does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. ON Semiconductor products are not designed, intended, or authorized for use as a critical component in life support systems or any FDA Class 3 medical devices or medical devices with a same or similar classification in a foreign jurisdiction or any devices intended for implantation in the human body. Should Buyer purchase or use ON Semiconductor products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold ON Semiconductor and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that ON Semiconductor was negligent regarding the design or manufacture of the part. ON Semiconductor is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer. This literature is subject to all applicable copyright laws and is not for resale in any manner. FAN7688 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控 制器 特性 说明  适用于具有同步整流控制功能的 LLC 谐振变换器的 次级端 PFM 控制器  可提高瞬态响应的充电电流控制功能和简单的反馈环 路设计     具有双缘跟踪的自适应同步整流控制功能 FAN7688 一款高级脉冲频率调制 (PFM) 控制器,用于带 同步整流 (SR) 功能的 LLC 谐振控制器,为隔离 DC/DC 转换器提供了一流效率。其电流模式控制技术以电荷控制 为基础,来自振荡器的三角形波形结合整合的开关电流信 息共同确定开关频率。从而提供了更佳的功率级控制到输 出传递函数,在简化反馈环路设计的同时真正实现了输入 功率限制功能。闭环软启动可防止误差放大器饱和并允许 输出电压单调上升,无论负载条件如何。双缘跟踪自适应 死区时间控制功能尽可能减小了体二极管的导通时间,因 而实现了效率最大化。 用于单调上升输出的闭环软启动 宽工作频率范围 (39 kHz ~ 690 kHz) 可提高轻负载效率的绿色功能 - 在轻载下用于限制开关频率同时降低开关损耗的对 称 PWM 控制功能 - 在轻负载条件下禁用 SR  可自动重启的保护功能 - 过流保护 (OCP) - 输出短路保护 (OSP) - 通过补偿截止 (频率偏移) 的非零电压开关防止功 能 (NZS) - 通过补偿削减 (频率偏移) 的功率限制 - 关断延迟时间可调的过载保护 (OLP) - 过温保护 (OTP)  适用于初级端开关和次级端同步整流器的可编程死区 时间   VDD 欠压锁定 (UVLO) 应用      台式 ATX、台式衍生服务器、刀片服务器和电信电源 智能 100 W-2 kW+ 离线电源 高效率隔离 DC-DC 转换器 大屏幕显示器电源 工业电源 宽工作温度范围 -40°C 到 +125°C 订购信息 部件编号 工作温度范围 封装 包装方法 FAN7688SJX -40° 到 125°C 16- 引脚小尺寸封装 卷带和卷盘 说明: 1. 根据 JEDEC:J-STD-020B 标准,J-STD-020B 标准。 © 2015飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 www.fairchildsemi.com FAN7688 —具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 2015 年 10 月 5VB 1 16 GND PWMS 2 15 VDD FMIN 3 14 PROUT1 FB 4 13 PROUT2 COMP 5 12 SROUT1 SS 6 11 SROUT2 ICS 7 10 SR1DS CS 8 9 图 1. RDT 引脚分配 热阻测试 符号 参数 JA 节—环境之间热阻 数值 单位 102 °C/W 引脚定义 引脚编号 名称 引脚描述 1 5VB 2 PWMS 3 FMIN 4 FB 5 COMP 6 SS 软启动时间设置引脚。 7 ICS 用于电流模式控制的电流信息整合引脚。 8 CS 用于过流保护的电流感测。 9 RDT 10 SR1DS 5 V REF PWM 模式入口电平设置。 最小频率设置引脚。 用于反馈控制的输出电压感测。 误差放大器的输出。 用于初级端开关和次级端 SR 开关的死区时间设置引脚。 SR1 漏极至源极电压检测。 11 SROUT2 用于次级端 SR MOSFET 2 的栅极驱动输出。 12 SROUT1 用于次级端 SR MOSFET 1 的栅极驱动输出。 13 PROUT2 用于初级端开关的栅极驱动输出 2。 14 PROUT1 用于初级端开关的栅极驱动输出 1。 15 VDD IC 电源电压。 16 GND 接地。 © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 www.fairchildsemi.com 2 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 引脚配置 DG1 VIN Q1 RG1 RGS1 PRDRV+ CIN SR2 DG2 PRDRV- Ns RG2 SRDRV1 CR RGS2 VO SRDRV2 Np Q2 COUT Ns CT SR1 RCS2 RCS1 RSRDS1 C5VB 5VB GND PWMS VDD RPWMS CCOMP PRDRV+ FB PROUT2 PRDRV- SS CICS RFB1 PROUT1 COMP CSS CVDD FMIN RFMIN RICS RSRDS2 ICS CS SROUT1 SRDRV1 SROUT2 SRDRV2 RFB2 SR1DS RDT CDT RDT 图 2. 典型应用 框图 ICS_RST + 3V + - HALF_CYCLE VCT 1.5V VSAW Digital PFM/PWM Block + PWM_CTRL - FMIN COMP_I 3 3/4 1V PWM CT_RST ICS 5V CS Dead Time Setting SR_SKIP 1.2V PROUT1 PROUT2 SR_SHRNK OSP 5 Dual Edge Adaptive Tracking SR Control Block SR1_CND - 4 2 PWM_CTRL PWMM NON ZVS Detect + -3.5V + RDT 12 SROUT1 11 SROUT2 10 SR1DS 15 VDD 1 5VB 16 GND 8.5V/10V VDD_GOOD + OCP2 BIAS - 图 3. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 9 SR2_CND - - 3.5V PROUT2 + - 8 13 SR STOP SR Conduction Detect Block PWM Mode Entry Level Setting PROUT1 PWMM + 2.4V 14 SHUTDOWN SKIP RST Compensation Cutback signal Generator 6 - PWMS Protection Block SR_SHRNK UP1 UP4 DOWN + FB OCP2 Current Analyzer RST 5V Dead Time Control Block CT_RST SR_SKIP Auto-Restart Control COMP CLK2 7 ICS_RST SS CLK1 框图 www.fairchildsemi.com 3 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 典型应用 应力超过绝对最大额定值,可能会损坏器件。在超出推荐的工作条件的情况下,该器件可能无法正常工作,所以不建议 让器件在这些条件下长期工作。此外,长期在高于推荐的工作条件下工作,会影响器件的可靠性。绝对最大额定值仅是 应力规格值。 符号 参数 最小值 最大值 单位 VDD VDD 引脚对 GND 电压 -0.3 20.0 V V5VB 5VB 引脚电压 -0.3 5.5 V VPWMS PWMS 引脚电压 -0.3 5.0 V VFMIN FMIN 引脚电压 -0.3 5.0 V FB 引脚电压 -0.3 5.0 V COMP 引脚电压 -0.3 5.0 V VSS SS 引脚电压 -0.3 5.0 V VICS ICS 引脚电压 -0.5 5.0 V VCS CS 引脚电压 -5.0 5.0 V VRDT RDT 引脚电压 -0.3 5.0 V VSR1DS SR1DS 引脚电压 -0.3 5.0 V VPROUT1 PROUT1 引脚电压 -0.3 VDD V VPROUT2 PROUT2 引脚电压 -0.3 VDD V VSROUT1 SROUT1 引脚电压 -0.3 VDD V VSROUT2 SROUT2 引脚电压 -0.3 VDD V TJ 结温 -40 +150 ºC TL 引脚焊接温度,10 秒 +260 ºC +150 ºC VFB VCOMP TSTG 存储温度 ESD 静电放电能力 -65 人体模型,JEDEC JESD22-A114 3 元件充电模型,JEDEC JESD22-C101 2 kV 推荐工作条件 推荐的操作条件表明确了器件的真实工作条件。指定推荐的工作条件,以确保器件的最佳性能达到数据表中的规格。 飞兆半导体建议不要超过推荐工作条件,也不能按照绝对最大额定值进行设计。 符号 参数 最小值 最大值 单位 VDD VDD 引脚电源电压到 GND 0 18 V V5VB 5VB 引脚电压 0 5 V VINS 信号输入电压 0 5 V TA 操作环境温度 -25 +105 ºC © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 www.fairchildsemi.com 4 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 绝对最大额定值 否则 VDD = 12 V,C5VB = 33 nF,TJ = -40°C 到 +125°C,除非另有说明。 符号 参数 工作条件 最小值 典型值 最大值 单位 电源电压(VDD 引脚) 启动电源电流 VDD = 9 V 80 工作电流 VCOMP = 0.1 V 2.8 mA IDD_DYM1 动态工作电流 fSW = 100 kHz;CL=1 nF, 仅限 PR 运行 10 mA IDD_DYM2 动态工作电流 fSW = 100 kHz;CL=1 nF, PR 和 SR 运行 13 mA ISTARTUP IDD VDD.ON VDD 导通电压(VDD 上升) VDD.OFF VDD 关断电压(VDD 下降) VDD.HYS UVLO 滞环 9 10 115 11 8.5 µA V V 1 1.5 2 V TA = 25°C 4.94 5.00 5.06 V -40°C< TA< 125°C 4.9 5.0 5.1 V TJ = 25°C 2.37 2.40 2.43 V -40°C< TJ< 125°C 2.35 2.40 2.45 V 误差放大器增益跨导 210 300 390 µmh o ICOMP1 误差放大器最大输出电流(源电流) VFB = 1.8 V, VCOMP = 2.5 V 70 90 110 µA ICOMP2 误差放大器最大输出电流(灌电流) VFB = 3.0 V, VCOMP = 2.5 V 70 90 110 µA VCOMP.CLMP1 误差放大器输出高箝位电压 VFB = 1.8 V 4.2 4.4 4.6 V 适用于 PWM 运行的 VCOMP 内部箝 位电压 RPWM = 开路 1.35 1.50 1.65 V VCOMP.PWM RPWM = 200 k 1.45 1.60 1.75 V RPWM = 50 k 1.75 1.90 2.05 V RPWM = 200 k 1.9 2.0 2.1 V 1.15 1.25 1.35 V 参考电压 V5VB 5 V 参考 误差放大器(COMP 引脚) VSS.CLMP gM VPWMS 电压反馈参考 PWMS 引脚电压 VCOMP.SKP 用于进入脉冲跳变工作的 VCOMP 阈值 VCOMP.SKP.HYS 用于进入脉冲跳变工作的 VCOMP 阈值滞后 50 mV 死区时间(DT 引脚) IDT 死区时间编程电流 VRDT = 1.2 V 140 150 160 µA VTHDT1 用于死区时间检测的第一个阈值 0.9 1.0 1.1 V VTHDT2 用于死区时间检测的第二个阈值 2.8 3.0 3.2 V VRDT.ON VRDT 导通电压(VRDT 上升) 1.2 1.4 1.6 V © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 www.fairchildsemi.com 5 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 电气特性 否则 VDD = 12 V,C5VB = 33 nF,TJ = -40°C 到 +125°C,除非另有说明。 符号 参数 工作条件 最小值 典型值 最大值 单位 软启动 (SS 引脚) ISS.T 软启动总电流 (包括 ISS.UP) VOLP 过载保护阈值 ISS.UP 用于延迟关断的软启动电容器充电电流 ISS.DN 软启动电容器放电电流 32 40 48 µA 3.45 3.60 3.75 V VSS = 3 V 8.4 10.5 12.6 µA VSS = 3 V 8.4 10.5 12.6 µA VSS = 1 V VSS.MAX SS 电容器最大充电电压 4.5 4.7 4.9 V VSS.INIT SS 电容器初始电压 0.05 0.10 0.20 V 反馈(FB 引脚) VFB.OVP1 用于进入脉冲跳变工作的 VFB 阈值 VCOMP = 3 V 2.53 2.65 2.77 V VFB.OVP2 用于退出脉冲跳变工作的 VFB 阈值 VCOMP = 3 V 2.18 2.30 2.42 V VERR.OSP 可启用输出短路保护 (OSP) 的误差电压 VSS = 2.4 V 1.0 1.2 1.4 V VFMIN FMIN 引脚电压 RFIMN = 10 kΩ, 1.4 1.5 1.6 V fOSC PROUT 开关频率 RMINF = 10 kΩ, VCS = 1 V VCOMP = 4.0 V, VICS = 0 V 96 100 104 kHz fOSC.min 最小 PROUT 开关频率 (40 MHz/1024) RMINF = 40 kΩ, VCS = 1 V VCOMP = 4.0 V, VICS = 0 V 36 39 42 kHz fOSC.max 最大 PROUT 开关频率 (40 MHz/58) RMINF = 2 kΩ,VCS = 1 V VCOMP = 2.0 V,VICS = 0V 635 690 735 kHz PFM 模式下的 PROUT 占空比 RMINF = 20 kΩ, VCS = 1 V VCOMP = 4.0 V 50 振荡器 D % 集成的电流感测(ICS 引脚): VICS.CLMP ICS 引脚信号箝位电压 ICS = 400 µA 10 RDS-ON.ICS ICS 引脚箝位 MOSFET RDS-ON ICS = 1.5 mA 20 VTH1 SR_SHRNK 使能阈值 VCOMP = 2.4 V VTH1.HYS SR_SHRNK 禁用滞后 VCOMP = 2.4 V VTH2 SR_SKIP 禁用阈值 VCOMP = 2.4 V 0.10 0.15 0.20 V VTH3 SR_SKIP 使能阈值 VCOMP = 2.4 V 0.025 0.075 0.125 V VOCL1 过流限制第一个阈值 VCOMP = 2.4 V 1.12 1.20 1.28 V VOCL2 过流限制第二个阈值 VCOMP = 2.4 V 1.34 1.45 1.56 V VOCL1.BR 深低于谐振操作下的过流限制第一个阈值 VCOMP = 2.4 V 1.34 1.45 1.56 V VOCL2.BR 深低于谐振操作下的过流限制第二个阈值 VCOMP = 2.4 V 1.59 1.70 1.81 V 过流保护阈值 VCOMP = 2.4 V 1.77 1.90 2.03 V 过流保护阈值低于谐振操作 VCOMP = 2.4 V 2.02 2.15 2.28 V VOCP1 VOCP1.BR TOCP1.DLY1 过流保护 1 去抖动时间 0.15 0.20 50 Ω 0.25 50 150 mV V mV ns 接下页 © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 www.fairchildsemi.com 6 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 电气特性(续) 否则 VDD = 12 V,C5VB = 33 nF,TJ = -40°C 到 +125°C,除非另有说明。 符号 参数 工作条件 最小值 典型值 最大值 单位 3.3 3.5 3.7 V 电流感测(CS 引脚) 过流保护阈值 VOCP2P TOCP2.DLY1 过流保护 2 去抖动时间 VOCP2N 过流保护阈值 VCS.NZVS Non-ZVS 检测的 CS 信号阈值 Non-ZVS 检测的 COMP 信号阈值 VCOMP.NZVS 150 ns -4.0 -3.5 -3.0 V VCOMP = 3.5 V 0.24 0.30 0.36 V VCS = 0.1 V 2.7 3.0 3.3 V 栅极驱动(PROUT 1 和 PROUT 2) ISINK PROUT 灌电流 VPROUT1 & VPROUT2 = 6 V 140 mA ISOURCE PROUT 源电流 VPROUT1 & VPROUT2 = 6 V 150 mA tPR.RISE 上升时间 VDD = 12 V,CL = 1 nF, 10% 到 90% 100 ns tPR.FALL 下降时间 VDD = 12 V,CL = 1 nF, 90% 到 10% 85 ns TSD1 热关断温度 120 135 150 ºC 50 100 150 ns 同步整流 (SR) 控制 TRC_SRCD(2) 内部 RC 时间常数 SR 导通检测 ( ) 内部比较器偏置上升沿检测 0.15 0.25 0.35 V ( ) 内部比较器偏置下降沿检测 0.10 0.20 0.30 V VSRCD.LOW SR 导通检测阈值 0.4 0.5 0.6 TDLY.CMP.SR SR 导通检测比较器延迟 VSRCD.OFFSET1 2 VSRCD.OFFSET2 2 65 V ns VFB.SR.ON SR 使能 FB 电压 1.6 1.8 2.0 V VFB.SR.OFF SR 使能 FB 电压 1.0 1.2 1.4 V SR 输出(SROUT 1 和 SROUT 2) ISR.SINK PROUT 灌电流 VSROUT1 & VSROUT2 = 6 V 140 mA ISR.SOURCE PROUT 源电流 VSROUT1 & VSROUT2 = 6 V 150 mA tSR.RISE 上升时间 VDD = 12 V,CL = 1 nF, 10% 到 90% 100 ns tSR.FALL 下降时间 VDD =12 V,CL = 1 nF, 90% 到 10% 85 ns 说明: 2. 这些参数尽管通过设计得到保证,但未经过生产测试 © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 www.fairchildsemi.com 7 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 电气特性(续) © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 图 4. V5VB 与温度的关系 图 5. IDT 与温度的关系 图 6. VFMIN 与温度的关系 图 7. FOSCMIN 与温度的关系 图 8. FOCS 与温度的关系 图 9. FOSCMAX 与温度的关系 www.fairchildsemi.com 8 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 典型性能特征 图 10. 图 12. 占空比与温度的关系 图 11. VRDT.OFF 与温度的关系 VSS.CLAMP 与温度的关系 图 13. ISTART_UP 与温度的关系 图 15. IDD_DYM1 与温度的关系 图 14. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 IDD 与温度的关系 www.fairchildsemi.com 9 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 典型性能特征 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 典型性能特征 图 16. IDD_DYM2 与温度的关系 图 17. VDDON 与温度的关系 VDDOFF 与温度的关系 图 19. VDDHYS 与温度的关系 GM 与温度的关系 图 21. ICOMP1 与温度的关系 图 18. 图 20. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 www.fairchildsemi.com 10 图 22. 图 24. 图 26. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 ICOMP2 与温度的关系 图 23. VCOMP_PWM 与温度的关系 VCOMP_CLMP1 与温度的关系 图 25. VCOMP.SKIP.HYS 与温度的关系 图 27. VCOMP.SKIP 与温度的关系 VRDTON 与温度的关系 www.fairchildsemi.com 11 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 典型性能特征与温度的关系 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 典型性能特征与温度的关系 图 28. 图 30. 图 32. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 VTHDT1 与温度的关系 图 29. ISST 与温度的关系 图 31. ISSUP 与温度的关系 图 33. VTHDT2 与温度的关系 VOLP 与温度的关系 VSSMAX 与温度的关系 www.fairchildsemi.com 12 图 34. ISSDN 与温度的关系 图 36. VPWM 与温度的关系 图 37. VFBOVP1 与温度的关系 VFBOVP2 与温度的关系 图 39. VERROSP 与温度的关系 图 38. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 图 35. VSSINIT 与温度的关系 www.fairchildsemi.com 13 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 典型性能特征与温度的关系 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 典型性能特征与温度的关系 图 40. 图 42. 图 44. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 RDSON 与温度的关系 图 41. VTH1 与温度的关系 VTH2 与温度的关系 图 43. VTH3 与温度的关系 VOCL1 与温度的关系 图 45. VOCL2 与温度的关系 www.fairchildsemi.com 14 图 46. 图 48. 图 50. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 VOCL1BR 与温度的关系 图 47. VOCL2BR 与温度的关系 VOCP1 与温度的关系 图 49. VOCP1BR 与温度的关系 VOCP2P 与温度的关系 图 51. VOCP2N 与温度的关系 www.fairchildsemi.com 15 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 典型性能特征与温度的关系 图 52. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 VCSNZVS 与温度的关系 图 53. VCOMPNZVS 与温度的关系 www.fairchildsemi.com 16 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 典型性能特征与温度的关系 因此,FAN7688 采用充电电流控制,将开关电流的总电 荷(开关电流的积分)与控制电压进行比较,来调节开关 频率。由于开关电流的电荷在一个开关周期内与平均输入 电流是成比例的,因此充电控制技术通过一个快速的内部 环路实现了包括固有线路前馈在内的卓越瞬态响应 。 PFM 块拥有内部时序电容 (CT) ,其充电电流取决于从 FMIN 引脚流出的电流。FMIN 引脚电压是从 1.5 V 开始 调节的。时序电容电压存在上限 (3 V) ,用于确定与 FMIN 引脚连接的给定电阻的最小开关频率。锯齿波形 (VSAW) 是通过将 Q1 开关电流 (VICS) 的积分与振荡器的 时序电容电压 (VCT) 相加生成的。然后,将锯齿波形 (Vsaw) 与补偿电压 (VCOMP) 进行比较来确定开关频率。 充电电流控制的工作原理 LLC 谐振转换器具有许多优点,广泛应用于许多应用。 它可以调节整个负载变化范围内的输出且开关频率变化相 对较小。它可以在整个工作范围内实现初级端开关零电压 开关 (ZVS) 以及次级端整流器零电流开关 (ZCS),谐振 电感可与变压器一起集成到单个磁性组件中。图 54 显示 采用了电压模式控制的 LLC 谐振转换器的简化原理图。 电压模式控制通常用于通过误差放大器输出电压直接控制 开关频率的 LLC 谐振转换器。但是,LLC 谐振转换器的 补偿网络设计相对具有挑战性,因为通过电压模式控制的 频率响应包括四个极点,极点的位置会随输入电压和负载 变化的变化而变化。 VIN Q1 Q1 PROUT1 Cr VO Lr VIN Cr VO Q2 CO Lr PROUT2 Lm Q2 Current sensing Lm VCO VC ICS VO.REF Vc Integrated signal (VICS) + Driver 3/4 Reset - + VSAW VREF - 采用电压模式控制的 LLC 谐振转换器 1.5V CT 3V PROUT2 VSAW PWM control 1V PROUT1 1V U1 COMP Cutback 2.4V SS VCOMP PROUT2 PWMS 图 55. FMIN VCOMP.I VCOMP.I FAN7688 采用充电电流模式控制,来提高 LLC 谐振转换 器的动态响应。图 55 显示了使用 FAN7688 的半桥 LLC 谐振转换器的简化原理图,其中 Lm 是励磁电感,Lr 是 谐振电感,Cr 是谐振电容。图 56 和图 57 分别显示了适 用于重载和轻载条件的 LLC 谐振转换器的典型主要波 形。假设工作频率与谐振频率相同,通过 Lr 和 Cr 之间 的谐振确定。由于初级端开关电流不会单调增加,因此开 关电流本身无法用于进行输出电压调节的脉冲频率调制 (PFM)。此外,初级端电流的峰值无法正确反映负载条 件,因为大循环电流(励磁电流)包含在初级端开关电流 内。但是,开关电流 (VICS) 的积分未单调增加且具有类似 于 用 于 峰 值 电 流 模 式 控 制 的 峰 值 , 如 图 56 和 图 57 所示。 © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 VCT + - + 图 54. Digital OSC - PROUT1 COMP FB LLC 谐振转换器功率级的示意图 www.fairchildsemi.com 17 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 功能说明 Switching frequency Im Skip cycle Duty cycle PFM Mode PWM Mode D=50% ID No switching D=12.5% IDS1 VCOMP 1.25V 1.3V VCOMP.PWM 图 58. 4.4V 随 COMP 电压变化的模式 Ip VICS Im  k  I DS 1 dt VICS 图 56. 适用于重载条件的 LLC 谐振转换器的典型波形 VCT Ip VCOMP ¾*VICS+VCT Im Counter of digital OSC PROUT1 ID 图 59. PROUT2 PFM 运行的主要波形 Ip IDS1 VICS VCOMP.PWM -VCOMP VICS  k I DS 1 VCT dt VTH.PWM VCOMP.PWM -VCOMP VCOMP ¾*VICS+VCT Counter of digital OSC 图 57. 适用于轻载条件的 LLC 谐振转换器的典型波形 PROUT1 PROUT2 混合控制 (PWM+PFM) 传统的 PFM 控制方法仅调节占空比固定为 50% 时的开 关频率,由于循环初级端电流较大,通常导致相对较低的 轻负载效率。为提高轻负载效率,FAN7688 采用了混合 控制,在轻负载下 PFM 将切换到脉宽调制 (PWM) 模 式,如图 58 所示。图 59 和图 60 分别显示了 PFM 模式 和 PWM 模式的典型波形。当误差放大器电压 (VCOMP) 小于 PWM 模式阈值时,内部 COMP 信号将被箝位在阈 值电平且 PFM 运行将切换到 PWM 模式。在 PWM 模式 下,开关频率通过 COMP 内部箝位电压 (VCOMPI) 固 定,占空比取决于 COMP 电压和 PWM 模式阈值电压之 差。因此,占空比将随着 VCOMP 降至 PWM 模式阈值 © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 图 60. PROUT1 PROUT2 PWM 运行的主要波形 www.fairchildsemi.com 18 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 以下而降低,从而限制了轻负载条件下的开关频率,如 图 58所示。PWM 模式阈值可以在 1.5 V 和 1.9 V 之间通 过 PWMS 引脚上的电阻进行编程。 Ip FAN7688 可检测瞬时开关电流和开关电流的积分,如 图 61 所示。由于 FAN7688 位于次级端,因此通常使用 电流互感器检测初级端电流。如果 PROUT1 低,ICS 引 脚将通过内部复位 MOSFET 箝位在 0 V。反之,如果 PROUT1 高 , ICS 引 脚 将 不 会 被 箝 位 , 且 积 分 电 容 (CICS) 将根据感测电阻电压 (VSENSE) 和 ICS 引脚电压之 间的压差进行充放电。在正常运行期间,由于功率限制阈 值为 1.2 V,因此 ICS 引脚的电压小于 1.2 V。电流感测 电阻和电流互感器匝数比的设计应满足在满载条件下,电 流感测电阻上的电压 (VSENSE) 大于 4V。因此,充电和放 电电流 CICS 应几乎与电流感测电阻上的电压 (VSENSE) 成 比例关系。图 62 比较了 VSENSE 的幅度为 4 V 时 VICS 信号与理想的积分信号。由图可知,VICS 信号与理想的 积分信号之间存在大约 10% 误差,对于大多数设计来说 这是可以接受的。如果需要更高精度的 VICS,则应增加 VSENSE 的幅度。 VCTX Q1 PROUT1 (1) SR 栅极收缩:为保证轻负载运行期间 SR 运行稳 定,SR 死区时间(导通/关断转换)将增加,从而导致 VICS 峰值降至 VTH1 (0.2 V) 以下时 SR 栅极收缩。当 VICS 峰值升至 0.25 V 以上时,SR 死区时间将降至编程值。 (2) SR 禁用和使能:在极轻负载条件下,当 VICS 峰值小 于 VTH3 (0.075 V) 时,将禁用 SR。当 VICS 峰值增加到 VTH2 (0.15 V) 以上时,将使能 SR。 (3) 过流限制:VICS 峰值还用于输入限流。如图 63 所 示,存在两种不同的限流(快速和缓慢)。在轻度过载条 件下,当 VICS 峰值增加到缓慢限流电平 (VOCL1) 以上时, 内部反馈补偿电压将缓慢降低以限制输入功率。此情况将 一直持续,直到 VICS 峰值降至 VOCL1 以下。在较为严重 的过载条件下,VICS 峰值将超过快速限流阈值 (VOCL2) 且 内部反馈补偿电压将快速降低以限制输入功率,如 图 64 所示。此情况将一直持续,直到 VICS 峰值降至 VOCL2 以 下。VICS 值的限流阈值还会随着电压感测信号 (VFB) 的减 弱而改变,以便在过载条件下限制输出电流,如图 65 示。当转换器在深低于谐振操作下运行较长的保持时间 (请参考保持时间升压功能) 时,这些限制阈值将变为较高 的值 (VOCL1.BR 和 VOCL2.BR)。 VICS PROUT1 Current transformer PROUT1 RICS + VSENSE CICS ICS VICS - - (4) 过流保护 (OCP1):当VICS 峰值大于 VOCP1 (1.9 V) 时,将触发过流保护。将增加 150 ns 去抖动时间,以进 行过流保护。当转换器在深低于谐振操作下运行较长的保 持时间(请参考保持时间升压功能)时,这些 OCP 阈值 将变为较高的值 (VOCP1.BR)。 VICS + PROUT1 Q2 RCS2 CS PROUT2 Main transformer Primary winding VCS Output Power RCS1 Fast Current limit Slow Current limit 图 61. 1 V 0.8 CTX FAN7688 的电流感测 dt 0.6 VICS 0.4 SR Shrink 0.2 SR Enable 0 SR Disable 4 3 0.075V 0.15V 2 VICSPK 50mV 0.2V 1.2V 1.45V VCTX 1 0 VICS -1 -2 图 63. -3 -4 与 VICS 峰值电压有关的功能 time 图 62. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 通过 VSENSE 生成积分信号 (VICS) www.fairchildsemi.com 19 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 由于电流感测电压 (VICS) 积分的峰值与 LLC 谐振转换器 的平均输入电流成比例关系,用于四个主要功能,如 图 63所示。 电流检测 IPR VCS PROUT1 VOCP2N (-3.5V) VOCP1 VOCL2 VOCL1 PROUT1 PROUT2 VOCP2P (3.5)V IPR VCS VOCP2N (-3.5V) PROUT1 VOCP1 PROUT1 VOCL2 VOCL1 PROUT2 图 66. 图 64. 通过频率偏移(补偿截止)的 ICS 引脚限流 COMP CS 引脚的过流保护 Compensation Voltage + 3V - 0.3V + D Q - VOCL2 1.45V 3.5V VOCL1 1.2V QN PROUT1 NON ZVS detect OCP2 + CS PFM block + Compensation Cutback OCP 1.0V 3.5V ICS 0.75V 1.9V 0.5V + 0.25V / 0.20V - - 0.6V 图 65. 2.0V 2.4V PROUT1 0.15V / + 0.075V VFB - 限流阈值调制与反馈电压的函数关系 PROUT1 D Q SR Shrink QN D Q SR Skip QN + CS 引脚上的瞬时开关电流感测还用于以下功能。 OCL1 PROUT1 (1) 非零电压开关预防:当补偿电压 (VCOMP) 大于 3 V 且 VCS 峰值小于 0.3 V 时,将检测到 NonZVS 条件,从而 减弱内部补偿信号以增加开关频率。 D Q QN + OCL2 - PROUT1 (2) 过流保护 (OCP2):当 VCS 大于 3.5 V 或小于 -3.5 V 时,将触发过流保护 (OCP)。还会在 CS 引脚上感测到 初级端瞬时电流。由于 CS 引脚上的 OCP 阈值为 3.5 V 和 -3.5 V (如图 66所示),因此通常通过使用分压器从 VSENSE 获得 CS 信号,如图 61 所示。将增加 150 ns 去 抖动时间以进行 OCP。 © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 OCP1 + 图 67. Compensation Cutback D Q QN 利用电流感测信号 软启动和输出电压调节 图 68 显示了反馈控制和闭环软启动的简化电路框图。在 正常的稳态运行中,软启动 (SS) 引脚将连接到箝位在 2.4 V 的误差放大器同相输入端。反馈环路在检测到的输 出电压与 SS 引脚电压相同时运行。在启动期间,内部电 流源极 (ISS.T) 会对 SS 电容器进行充电,SS 引脚电压将 逐渐增加。由于处于闭环 SS 控制,因此输出电压也会单 调增加。 www.fairchildsemi.com 20 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 VOCP2P (3.5)V 完成保护后自动重启 FAN7688 的所有保护均为非闭锁自动重启,延迟重启将 通过充电或放电 SS 电容器实现,如图 70 所示。在正常 运行期间,SS 电容器电压将被箝位在 2.4 V。在触发任 意保护后,将禁用 SS 箝位电路。然后,SS 电容器将通 过内部电流源极 (ISS.UP) 充电到 4.7 V。然后,SS 电容器 将通过内部电流源极 (ISS.DN) 充电到 0.1 V。再次将 SS 进行三次充电和放电后,将使能自动恢复。 VSS VIN Q1 Discharged by ISS.DN Charged by ISS.UP 1/8 time scale 4.7V 3.6V Cr Lr 2.4V Charged by ISS.T Q2 0.1V VO Shutdown delay time Ip Lm time ICS 1.2V PROUT2 PROUT1 time VCOMP PFM UP SS Control DN ISS Disable SS clamp 30µA time ISS.UP 10µA SS DBLCK 触发保护后的自动重启 输出短路保护 为了在严重的故障条件期间通过功率级尽可能降低功耗, FAN7688 提供输出短路保护 (OSP)。如果输出严重过载 或短路,则反馈电压 (输出电压感测) 不会与误差放大器 的参考电压 (2.4 V) 相同。如果误差放大器的参考电压与 FB 电压之差大于 1.2 V,将立即触发 OSP,而不会等到 OLP 触发,如图 71 所示。 ISS.DN 2.4V COMP 图 70. 10µA FB 4.8V 图 68. 闭环软启动的原理图 3.6V VSS 2.4V 1.2V VSS VFB 4.8V time 3.6V Ip 2.4V time time Ip VICS 1.2V time 0.0V time 图 69. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 图 71. 软启动延迟关断 输出短路保护 www.fairchildsemi.com 21 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 SS 电容器还用于过载保护 (OLP) 期间的关断延迟时间。 图 69 显示了 OLP 波形。在正常运行期间,SS 电容器电 压将被箝位在 2.4 V。如果输出过载,则 VCOMP 将饱和至 高电平,SS 电容器将从箝位电路通过 SS 控制块去耦。 ISS 受到 DBLCK 的阻碍,SS 电容器通过电流源极 ISS.UP 缓 慢充电。当 SS 电容器的电压达到 3.6 V 时,将触发 OLP。软启动电容器从 2.4 V 充电到 3.6 V 所需的时间决 定了过载保护的关断延迟时间。 5VB 通 过 单 个 引 脚 ( RDT 引 脚 ) , 初 级 端 栅 极 驱 动 信 号 (PROUT1 和 PROUT2)和次级端 SR 栅极驱动信号 (SROUT1 和 SROUT2)之间的死区时间将使用开关电 流源来调节,如图 72 和图 73 所示。在使能 5 V 偏压 后,将上拉 RDT 引脚电压。在 RDT 引脚电压达到 1.4 V 后,CDT 上的电压将通过内部电流源 IDT 放电到 1 V。随 后,将禁用 IDT,RDT 引脚电压将通过 RDT 电阻充电。 如图 73 所示,RDT 引脚电压从 1 V 上升值 3 V 所需时 间 (TSET1) 的 1/64 决定了次级端 SR 栅极驱动信号之间的 死区时间。 RDT VRDT IDT CDT S1 图 72. 随后将禁用开关电流源 IDT 并对 RDT 引脚电压进行放 电。RDT 引脚电压从 3 V 降至 1 V 所需时间 (T SET2) 的 1/32 决定了初级端栅极驱动信号之间的死区时间。在 RDT 电压下降到 1 V 后,将第二次禁用电流源 IDT,从而 允许 RDT 电压充电到 5 V。 TSET1 / 64= SROUT Dead Time TSET2 / 32= PROUT Dead Time 5V 4V 3V 0 显示了使用建议的 RDT 和 CDT 组件值编程的 SROUT 和 PROUT 死区时间。由于时间是通过内部 40 MHz 时 钟信号测得的,因此死区时间设置的分辨率为 25 ns。因 而,最长和最短死区时间分别限制为 75 ns 和 375 ns。 要在考虑电路参数容差的同时确保稳定的 SR 运行,不建 议采用 75 ns 死区时间,尤其是对于 SR 死区时间。 2V 1V TSET1 图 73. 在轻负载条件下,当 FAN7688 在 PWM 模式下运行时, 死区时间将翻倍,以降低开关损耗。 © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 RDT 引脚的内部电流源 TSET2 RDT 引脚的多功能操作 www.fairchildsemi.com 22 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 死区时间设置 CDT=180 pF CDT=220 pF RDT SROUT PROUT SROUT PROUT DT (ns) DT (ns) DT (ns) DT (ns) CDT=270pF CDT=330 pF CDT=390 pF CDT=470 pF CDT=560 pF SROUT DT (ns) PROUT DT (ns) SROUT DT (ns) PROUT SROUT DT (ns) DT (ns) PROUT DT (ns) SROUT DT (ns) PROUT DT (ns) SROUT PROUT DT (ns) DT (ns) 28 k 75 375 75 375 75 375 100 375 125 375 150 375 175 375 30 k 75 250 75 325 100 375 100 375 125 375 150 375 175 375 33 k 75 200 75 250 100 300 125 375 150 375 175 375 200 375 36 k 75 175 75 200 100 250 125 325 150 375 175 375 225 375 40 k 75 150 100 175 125 225 150 275 175 325 200 375 250 375 44 k 75 125 100 150 125 200 150 250 175 300 225 350 275 375 48 k 100 125 125 150 150 175 175 225 200 275 250 325 300 375 53 k 100 100 125 125 150 175 200 200 225 250 275 300 325 375 58 k 125 100 150 125 175 150 200 200 250 250 300 300 350 350 64 k 125 100 150 125 175 150 225 200 275 225 325 275 375 325 71 k 150 100 175 125 200 150 250 175 300 225 350 250 375 325 78 k 150 100 175 100 225 150 275 175 325 200 375 250 375 300 86 k 175 75 200 100 250 125 300 175 375 200 375 250 375 300 94 k 175 75 225 100 275 125 325 175 375 200 375 225 375 275 104 k 200 75 250 100 300 125 375 150 375 200 375 225 375 275 114 k 225 75 275 100 325 125 375 150 375 175 375 225 375 275 126 k 250 75 300 100 375 125 375 150 375 175 375 225 375 275 138 k 275 75 325 100 375 125 375 150 375 175 375 225 375 250 152 k 300 75 350 100 375 125 375 150 375 175 375 225 375 250 © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 www.fairchildsemi.com 23 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 表 1. PROUT 和 SROUT 的死区时间设置 通过比较时序电容电压 (VCT) 与内部 3 V 参考限制最小开 关频率,如图 74所示。由于时序电容电压的上升斜率取 决于与 FMIN 引脚连接的电阻 (RFMIN),因此将通过以下 公式确定最小开关频率: f SW .MIN  100kHz  10k  RFMIN (1) 在内部 40 MHz 时钟上运行的数字计数器限制了最小可 编程开关频率。由于使用了 10 位计数器,因此通过数字 振 荡 器 得 到 的 最 小 开 关 频 率 为 39 kHz (40 MHz/1024=39 kHz)。因而,允许的 RFMIN 最大值 为 25.5 KΩ。 图 75. VCOMP VCOMP VSAW PWM 模式入口电平设置 脉冲跳变工作 1V 3V 如 图 76 所 示 , 由 于 负 载 减少 导 致 COMP 电 压 降 至 VCOMP.SKIP (1.25 V) 以下时,将采用脉冲跳变工作,以降 低开关损耗。随着 COMP 电压升至 1.3 V 以上,将恢复 开关操作。在 FB 电压升至 VFB.OVP1 (2.65 V) 以上时,还 将使能脉冲跳变工作,以限制输出电压上升太快。随着 FB 电压降至 VFB.OVP2 (2.3 V) 以下,将恢复开关操作。 3V VCT VCT 1V 1V PROUT1 PROUT1 PROUT1 PROUT1 PROUT2 PROUT2 (a) PFM by COM voltage (b) minimum Frequency limit ICS Integrated signal (VICS) 3/4 Ip Reset + VSAW VREF VCT + - PROUT2 1.5V CT 3V + Digital OSC - PROUT1 Min Freq Comparator RFMIN VCOMP.I VCOMP.I VSAW PWM control 1V PROUT1 U1 COMP Cutback VCOMP FMIN 1V 2.4V SS VCOMP.SKIP VCOMP PROUT2 COMP PWMS 50mV FB 图 76. 图 74. 同步整流 最下开关频率设置 FAN7688 使用双缘跟踪自适应栅极驱动方法相对于两个 不同的时间参考预测 SR 电流过零瞬间。图 77 和图 78 显示了在低于和高于谐振下操作的双边跟踪自适应 SR 驱 动方法的工作波形。为简化说明,将假设 SR 死区时间为 零。第一个跟踪电路用于测量 SR 导通时间 (TSR_CNDCTN) 并使用此信息为持续时间与前一开关循环的 SR 导通时间 相同的下一开关循环生成第一个自适应驱动信号 (VPRD_DRV1)。第二个跟踪电路用于测量定义为从初级端驱 动下降沿到对应 SR 关断瞬间 (TEXT) 的持续时间的关断 延长时间。随后,此信息将用于为下一个开关周期生成第 二个自适应驱动信号 (VPRD_DRV2)。当初级端驱动信号的 关断位于低于谐振操作对应 SR 后面时,第二个自适应 SR 驱动信号与对应的初级端栅极驱动信号相同。然而, 当初级端驱动信号的关断位于高于谐振操作对应 SR 的关 断瞬间之前时,通过将对应的初级端栅极驱动信号延长前 一开关循环的 TEXT 生成第二个自适应 SR 驱动信号。 PWM 模式入口电平设置 由于负载减少导致 COMP 电压降至 VCOMP.PWM 以下时, 内部 COMP 信号将被箝位在阈值电平,PFM 运行将切换 到 PWM 模式。通过 PWMS 引脚上的电阻在 1.5 V 和 1.9 V 之间编程 PWM 入口电平阈值,如图 75 所示。在 FAN7688 进入 PWM 模式后,将禁用 SR 栅极驱动器。 © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 脉冲跳变工作 www.fairchildsemi.com 24 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 最小频率设置 IDS.PRI 图 80 和图 81 显示 SR1DS 引脚电压的典型波形和其他 主要波形。由于 SR1DS 引脚的电压额定值为 4 V,因此 分压器的设计应保证此引脚上不会出现过压。可以将其它 旁路电容 (CDS) 连接到 SR1DS 引脚,以提高抗噪能力。 但是,通过旁路电容和分压器电阻生成的等效时间常数应 小于检测电路的内部 RC 时间常数 (100 ns) ,才能实现 正确的 SR 电流过零检测。 IDS.PRI SR2_OFF becomes HIGH if ΔV>0.2V SR1_OFF becomes HIGH if ΔV>0.25V 100ns ISR ISR ΔV TSR_CNDCTN(n+1) TSR_CNDCTN (n) ΔV ISR2 VRC VSR1DS 0.5V SR2 100ns VPROUT VPROUT * TSR_CNDCTN (n-1) TEXT(n) TSR_CNDCTN* (n) SR1_OFF TEXT(n+1) SR2_OFF SR2_OFF ISR1 VPRD1(n) VPRD1(n+1) SR1 TEXT* (n) + 0.5V - VPRD2 (n) VPRD2 (n+1) + 图 77. RDS2 RDS1 CDS IDS.PRI IDS.PRI ISR SR1_OFF - 双缘跟踪自适应 SR 控制(低于谐振)操作 图 79. ISR 0.25V VSR1DS SR1DS VRC RC =100ns S Q R Q + SR2_OFF - 0.2V 通过单个引脚的(SR1DS 引脚)SR 导通检测 VSR1.DS TSR_CNDCTN(n) TSR_CNDCTN(n+1) 5V VPROUT 3V 4V VPROUT 2V TEXT(n) TSR_CNDCTN* (n-1) VPRD1 (n) TEXT(n+1) 1V TSR_CNDCTN* (n) ISR1 VPRD1 (n+1) TEXT* (n) VPRD2 (n) 图 78. ISR2 VPRD2(n+1) Ip 双缘跟踪自适应 SR 控制(低于谐振)操作 每个开关周期的 SR1 和 SR2 的 SR 导通时间通过单个引 脚(SR1DS 引脚)测得。通过 100 ns RC 时间常数获得 的 SR1DS 电压及其延迟信号的比较结果如 图 79 所示。 当 SR 导通时,SR1DS 电压将被箝位到接地或高压轨 (输出电压的两倍),如图 80 所示。但是,如果存在开关 转换,SR1DS 电压将快速变化。在两个 SR MOSFET 均关闭后,SR1DS 电压将振荡。如果在上升沿和下降沿 上 SR1DS 电 压 变 化 速 度 分 别 快 于 0.25 V/100 ns 和 0.2 V/100 ns , 将 检 测 到 SR 导 通 状 态 的 开 关 转 换 。 FAN7688 将根据检测到的开关转换,预测下一个开关周 期的 SR 电流过零瞬间。RC 时间常数导致的 100 ns 检 测延迟将在 SR 的正确栅极驱动的内部计时检测电路中进 行补偿。 © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 图 80. 低于谐振操作的 SR 导通检测波形 www.fairchildsemi.com 25 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 由于第二个自适应栅极驱动信号的关断瞬间相对于初级端 栅极驱动信号的下降沿扩展了 TEXT ,因此此信号的持续 时间必然随开关频率发生变化。通过合并 VPRD_DRV1 和 VPRD_DRV2 这两个信号与 AND 门,将获得最佳自适应栅 极驱动信号。 离线电源的保持时间定义为输出电压要在 AC 输入电压移 除后保持在调节范围内所需的时间。由于输入降压电容电 压在保持时间内降低,因此需要从降压电容输出更多电流 才能为负载提供相同的功率。在为标称输入电压设计固定 的电源功率限制大小后,由于电源的输入电流增加,保持 时间将受到限制。 4V 3V 2V 1V ISR1 FAN7688 具有保持时间升压功能,如果 LLC 谐振转换器 在保持时间内在低于谐振操作下运行,该功能可增加 ICS 引 脚 电 压 上 的 限 流 阈 值 。 当 SR 导 通 时 间 小 于 长 于 1.6 ms 的半个开关周期的 94% 时,将使能此保持时间升 压操作。当 SR 导通时间大于长于 3.2 ms 的半个开关周 期的 98% 时,ICS 引脚上的限流值将恢复至正常值。 ISR2 Ip 1.7V 1.45V 1.2V 图 81. VOCL2 VOCL1 高于谐振操作的 SR 导通检测波形 Ipr SR conduction time < 94% Half switching period SR conduction time Half switching period 图 82. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 保持时间升压功能运行 www.fairchildsemi.com 26 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 保持时间升压功能 VSR1DS 5V 假设开关频率与谐振频率相同,电流互感器 (VSENSE) 的次级端电压的峰值 v 通过以下公式确定: VSENSE PK  I O   NS 1    ( RCS1  RCS 2 ) 2 N P nCT [示例] 在标称负载条件下,IO=20 A,NP=35,NS=2,nCT=50,RCS1+RCS2=100 Ω  VSENSEPK=3.59 V。 选择的 CS 引脚上的分压器应保证在正常运行期间不会触发 OCP。 VCS PK  I O   NS  2 NP  RCS1 1   3.5V nCT RCS1  RCS 2 [示例] 在标称负载条件下,IO=21 A,NP=35,NS=2,nCT=50,RCS1=30 Ω,RCS2=70 Ω  VCSPK=1.07 V。 选择的 ICS 引脚上的电阻和电容应保证在正常运行期间不会触发限流。 VICS PK  I O  N S 1 RCS1  RCS 2 1 1     1.2V N P nCT RICS CICS 2 f SW [示例] 在标称负载条件下,Io=20 A,NP=35,NS=2,nCT=50,RCS1=30 Ω,RCS2=70 Ω,RICS=10 kΩ,CICS=1 nF ,fS=100 kHz。  VICSPK=1.14 V(由于拟积分效应,实际 VICSPK 比图 62 所示的低 10%)。 假设实际的 VICSPK (VICSPKA) 为 1 V,选择的软启动电容应确保在满载条件下启动期间不会触发过载保护。 TSS  CSS  2.4V COUT VO  I SS 1.2  VICS PKA IO VICS PKA [示例] IO=20 A,CSS=680 nF,ISS=40 µA,COUT=7,200 µF,VICSPKA=1 V,VO=12.5 V。 TSS  CSS  2.4V COUT  VO  40.8ms   22.5ms I SS 1.2  VICS PK I O VICS PK VSENSE VICS Q1 PROUT1 PROUT1 PROUT2 PROUT1 PROUT1 RICS ICS + VSENSE CICS + VICS Digital OSC 1:nCT Q2 Primary side winding RCS2 NP RCS1 VCS VCOMP.I - -3.5V + NS U1 COMP Cutback 2.4V SS VCOMP PWMS COUT NS RFMIN FMIN 1V PWM control - VO 1.5V CT 3V VCOMP.I + 3.5V OCP Main transformer VCT + - CS PROUT2 VREF - - - VSAW + + ICS analyzer Integrated signal (VICS) - Current transformer COMP FB Secondary Side winding 图 84. © 2015 飞兆半导体 FAN7688 • 修订版 1.3 用于电流感测和软启动的基本应用电路 www.fairchildsemi.com 27 FAN7688 — 具有同步整流控制功能的先进次级端 LLC 谐振变换器控制器 电流感测和软启动的快速设置指南 应用 Fairchild 器件 输入电压范围 输出 PC 电源 FAN7688 350~400 VDC 12 V/21 A (252 W) 特性       肖特基二极管整流效率提高 4%。 在 50% 负载下达到 96.7% 的峰值效率。 在 100% 负载下达到 96.0% 的峰值效率。 在 20% 负载下达到 95% 的效率。 在 10% 负载下达到 89.7% 的效率。 可通过添加与每个 SR 并联的低 VF 肖特基整流器提高轻负载效率(
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