集成MOSFET驱动器的全桥移相控制器-LM5046(二)

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OUT-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MOS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。

PIN2 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OUT-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。

集成MOSFET驱动器的全桥移相控制器-LM5046摘要：新推出的全桥移相控制器LM5046，全桥变换器的全部功能，LM5046 组成的全桥DC-DC 基本电路，内部等效电路。

而其具备28 个PIN 脚功能，文中一一有分解说明。

关键词：全桥移相控制器L345046；28 个PIN 脚功能1 LM5046 的功能新推出的全桥移相控制器LM5046，包含执行全桥变换器的全部功能，它既可以按电流型工作，也可以按电压型工作，它放置于DC- DC 的初级侧工作，具有100V 的高压启动源，它提供具有2A 驱动的高边及低边栅驱动器。

直接驱动外部四支组成全桥拓扑的MOSFET，同时加入了对二次侧同步整流MOSFET 的驱动信号，由外部电阻调节前沿及后沿的主控与同步驱动间的死区时间，其它特色有逐个电流式限流保护，打嗝模式重新起动，最高振荡频率为2MHz，可以外同步。

芯片还有过热保护功能。

在UVLO 和打嗝模式下禁止同步整流信号。

反馈系统有宽带光耦接口，其驱动二次侧同步整流信号不用变压器而采用隔离信号传输器件Si8420BB，简化了设计及装配，LM5046 组成的全桥DC-DC 基本电路如图1。

其28 个PIN 脚功能如下：1PIN UVLO 线路欠压闩锁端，外部用一个电阻分压器从Uin 接至GND，设置关断点及待机比较器电平。

当UVLO 达到0．4V 时，VCC 和VREF 被禁止。

在1．25V 时，SS 端重新起动，控制器开始工作。

窗口设置由内部20μA 电流漏及外部电阻分压器决定。

2PIN OVP／OTP 过压保护端，用一个外部分压器从Uin 到GND 设置过压条件的关断点。

此外，在外部加一支NTC 热检测分压器，用来设置过热保护点的温度，阈值为1．25V，窗口由内部20μA 电流源及外部电阻分压器决定。

3PIN RAMP 送至PWM 比较器．调制斜波给PWM 比较器，此斜波可以是由初级电。

Load (A)E f f i c i e n c y (%)0.00.51.0 1.52.06065707580859095100D008V INV OUTL1TLV62569AProduct Folder Order Now Technical Documents Tools &SoftwareSupport &CommunityTLV62568A ,TLV62569AZHCSI23B –APRIL 2018–REVISED MARCH 2020采用SOT563封装并具有强制PWM 的TLV6256xA 1A 、2A 降压转换器1特性•强制PWM 模式可减少输出电压纹波•效率高达95%•低R DS(ON)开关：100m Ω/60m Ω•输入电压范围为2.5V 至5.5V •可调输出电压范围为0.6V 至V IN •100%占空比，可实现超低压降• 1.5MHz 典型开关频率•电源正常输出•过流保护•内部软启动•热关断保护•采用SOT563封装•与TLV62568、TLV62569引脚对引脚兼容•借助WEBENCH ®电源设计器创建定制设计方案2应用•通用负载点(POL)电源•STB 和DVR •IP 网络摄像头•无线路由器•固态硬盘(SSD)–企业级3说明TLV62568A 、TLV62569A 器件是经过优化而具有高效率和紧凑型解决方案尺寸的同步降压型直流/直流转换器。

该器件集成了输出电流高达2A 的开关。

在整个负载范围内，该器件将以1.5MHz 开关频率在脉宽调制(PWM)模式下运行。

关断时，流耗减少至2μA 以下。

内部软启动电路可限制启动期间的浪涌电流。

此外，还内置了诸如输出过流保护、热关断保护和电源正常输出等其他特性。

该器件采用SOT563封装。

器件信息(1)器件型号封装封装尺寸（标称值）TLV62568ADRL SOT563(6)1.60mm x 1.60mmTLV62568APDRL TLV62569ADRL TLV62569APDRL(1)如需了解所有可用封装，请参阅产品说明书末尾的可订购产品附录。

锁相环CD4046 应用介绍(有应用电路图)锁相的意义是相位同步的自动控制,能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统叫做锁相环,简称PLL.它广泛应用于广播通信、频率合成、自动控制及时钟同步等技术领域.锁相环主要由相位比较器(PC)、压控振荡器(VCO).低通滤波器三部分组成,如图1所示.压控振荡器的输出Uo接至相位比较器的一个输入端,其输出频率的高低由低通滤波器上建立起来的平均电压Ud大小决定.施加于相位比较器另一个输入端的外部输入信号Ui与来自压控振荡器的输出信号Uo相比较,比较结果产生的误差输出电压UΨ正比于Ui和Uo两个信号的相位差,经过低通滤波器滤除高频分量后,得到一个平均值电压Ud.这个平均值电压Ud朝着减小VCO输出频率和输入频率之差的方向变化,直至VCO输出频率和输入信号频率获得一致.这时两个信号的频率相同,两相位差保持恒定(即同步)称作相位锁定.当锁相环入锁时,它还具有“捕捉”信号的能力,VCO可在某一范围内自动跟踪输入信号的变化,如果输入信号频率在锁相环的捕捉范围内发生变化,锁相环能捕捉到输人信号频率,并强迫VCO锁定在这个频率上.锁相环应用非常灵活,如果输入信号频率f1不等于VCO输出信号频率f2,而要求两者保持一定的关系,例如比例关系或差值关系,则可以在外部加入一个运算器,以满足不同工作的需要. 过去的锁相环多采用分立元件和模拟电路构成,现在常使用集成电路的锁相环,CD4046是通用的CMOS锁相环集成电路,其特点是电源电压范围宽(为3V-18V),输入阻抗高(约100MΩ),动态功耗小,在中心频率f0为10kHz下功耗仅为600μW,属微功耗器件.图2是CD4046的引脚排列,采用16 脚双列直插式,各引脚功能如下:1脚相位输出端,环路人锁时为高电平,环路失锁时为低电平.2脚相位比较器Ⅰ的输出端.3脚比较信号输入端.4脚压控振荡器输出端.5脚禁止端,高电平时禁止,低电平时允许压控振荡器工作.6、7脚外接振荡电容.8、16脚电源的负端和正端.9脚压控振荡器的控制端.10脚解调输出端,用于FM解调.11、12脚外接振荡电阻.13脚相位比较器Ⅱ的输出端.14脚信号输入端.15脚内部独立的齐纳稳压管负极.图3是CD4046内部电原理框图,主要由相位比较Ⅰ、Ⅱ、压控振荡器(VCO)、线性放大器、源跟随器、整形电路等部分构成.比较器Ⅰ采用异或门结构,当两个输人端信号Ui、Uo 的电平状态相异时(即一个高电平,一个为低电平),输出端信号UΨ为高电平;反之,Ui、Uo 电平状态相同时(即两个均为高,或均为低电平),UΨ输出为低电平.当Ui、Uo的相位差Δφ在0°-180°范围内变化时,UΨ的脉冲宽度m亦随之改变,即占空比亦在改变.从比较器Ⅰ的输入和输出信号的波形(如图4所示)可知,其输出信号的频率等于输入信号频率的两倍,并且与两个输入信号之间的中心频率保持90°相移.从图中还可知,fout不一定是对称波形.对相位比较器Ⅰ,它要求Ui、Uo的占空比均为50%(即方波),这样才能使锁定范围为最大.相位比较器Ⅱ是一个由信号的上升沿控制的数字存储网络.它对输入信号占空比的要求不高,允许输入非对称波形,它具有很宽的捕捉频率范围,而且不会锁定在输入信号的谐波.它提供数字误差信号和锁定信号(相位脉冲)两种输出,当达到锁定时,在相位比较器Ⅱ的两个输人信号之间保持0°相移.对相位比较器Ⅱ而言,当14脚的输入信号比3脚的比较信号频率低时,输出为逻辑“0”;反之则输出逻辑“1”.如果两信号的频率相同而相位不同,当输人信号的相位滞后于比较信号时,相位比较器Ⅱ输出的为正脉冲,当相位超前时则输出为负脉冲.在这两种情况下,从1脚都有与上述正、负脉冲宽度相同的负脉冲产生.从相位比较器Ⅱ输出的正、负脉冲的宽度均等于两个输入脉冲上升沿之间的相位差.而当两个输入脉冲的频率和相位均相同时,相位比较器Ⅱ的输出为高阻态,则1脚输出高电平.上述波形如图5所示.由此可见,从1脚输出信号是负脉冲还是固定高电平就可以判断两个输入信号的情况了.CD4046锁相环采用的是RC型压控振荡器,必须外接电容C1和电阻R1作为充放电元件.当PLL对跟踪的输入信号的频率宽度有要求时还需要外接电阻R2.由于VCO是一个电流控制振荡器,对定时电容C1的充电电流与从9脚输入的控制电压成正比,使VCO的振荡频率亦正比于该控制电压.当VCO控制电压为0时,其输出频率最低;当输入控制电压等于电源电压VDD时,输出频率则线性地增大到最高输出频率.VCO振荡频率的范围由R1、R2和C1决定.由于它的充电和放电都由同一个电容C1完成,故它的输出波形是对称方波.一般规定CD4046的最高频率为1.2MHz(VDD=15V),若VDD<15V,则fmax要降低一些.CD4046内部还有线性放大器和整形电路,可将14脚输入的100mV左右的微弱输入信号变成方波或脉冲信号送至两相位比较器.源跟踪器是增益为1的放大器,VCO的输出电压经源跟踪器至10脚作FM解调用.齐纳二极管可单独使用,其稳压值为5V,若与TTL电路匹配时,可用作辅助电源.综上所述,CD4046工作原理如下:输入信号Ui从14脚输入后,经放大器A1进行放大、整形后加到相位比较器Ⅰ、Ⅱ的输入端,图3开关K拨至2脚,则比较器Ⅰ将从3脚输入的比较信号Uo与输入信号Ui作相位比较,从相位比较器输出的误差电压UΨ则反映出两者的相位差.UΨ经R3、R4及C2滤波后得到一控制电压Ud加至压控振荡器VCO的输入端9脚,调整VCO的振荡频率f2,使f2迅速逼近信号频率f1.VCO的输出又经除法器再进入相位比较器Ⅰ,继续与Ui进行相位比较,最后使得f2＝f1,两者的相位差为一定值,实现了相位锁定.若开关K拨至13脚,则相位比较器Ⅱ工作,过程与上述相同,不再赘述.下面介绍CD4046典型应用电路.图6是用CD4046的VCO组成的方波发生器,当其9脚输入端固定接电源时,电路即起基本方波振荡器的作用.振荡器的充、放电电容C1接在6脚与7脚之间,调节电阻R1阻值即可调整振荡器振荡频率,振荡方波信号从4脚输出.按图示数值,振荡频率变化范围在20Hz 至2kHz.图7是CD4046锁相环用于调频信号的解调电路.如果由载频为10kHz组成的调频信号,用400Hz音频信号调制,假如调频信号的总振幅小于400mV时,用CD4046时则应经放大器放大后用交流耦合到锁相环的14脚输入端环路的相位比较器采用比较器Ⅰ,因为需要锁相环系统中的中心频率f0等于调频信号的载频,这样会引起压控振荡器输出与输入信号输入间产生不同的相位差,从而在压控振荡器输入端产生与输入信号频率变化相应的电压变化,这个电压变化经源跟随器隔离后在压控振荡器的解调输出端10脚输出解调信号.当VDD为10V,R1为10kΩ,C1为100pF时,锁相环路的捕捉范围为±0.4kHz.解调器输出幅度取决于源跟随器外接电阻R3值的大小.。

50n06参数及应用50N06是一种N沟道MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管），它具有以下参数和应用。

参数：1. 额定电压（Vds）：50V，表示器件可以承受的最大电压。

2. 额定电流（Id）：50A，表示器件可以承受的最大电流。

3. 静态电阻（Rds(on)）：0.02Ω，表示当MOSFET处于导通状态时的电阻。

4. 阈值电压（Vth）：2-4V，表示当控制电压（Gate-Source电压）超过该值时，MOSFET开始导通。

5. 最大功耗（Pd）：110W，表示器件可以承受的最大功耗。

应用：1. 开关电源：50N06可以用作开关电源中的开关管，通过控制Gate电压来控制电路的导通和断开，实现电源的开关功能。

由于50N06具有较高的额定电压和电流，可以在高功率开关电源中使用。

2. 电机驱动：50N06可以用作电机驱动电路中的开关管，通过控制Gate电压来控制电机的启停和转向。

由于50N06具有较低的静态电阻，可以减小电路的功耗和热量，提高电机的效率。

3. LED照明：50N06可以用作LED照明电路中的开关管，通过控制Gate电压来控制LED的亮灭。

由于50N06具有较高的额定电压和电流，可以在高亮度LED照明中使用。

4. 电源管理：50N06可以用作电源管理电路中的开关管，通过控制Gate电压来控制电路的开关和调节。

由于50N06具有较低的静态电阻和较高的额定电压，可以在高效率的电源管理中使用。

5. 汽车电子：50N06可以用作汽车电子中的开关管，通过控制Gate电压来控制电路的导通和断开，实现汽车电子系统的控制功能。

由于50N06具有较高的额定电压和电流，可以在汽车电子系统中承受较大的负载。

总结：50N06是一种N沟道MOSFET，具有较高的额定电压和电流，较低的静态电阻和较高的额定功耗。

它可以广泛应用于开关电源、电机驱动、LED照明、电源管理和汽车电子等领域。

通过控制Gate电压，可以实现电路的开关、调节和控制功能。

实验三十八 移相全桥零电压开关电路实验（电力电子学—检测技术综合实验）一、实验原理1．移相全桥零电压开关电路结构移相全桥电路是一种软开关电路。

移相全桥电路的基本电路如图38-1所示。

该变换器由四个开关管组成全桥电路，特点是利用变压器原边漏感（或原边串联电感Lr）和开关管的寄生电容来实现零电压开关ZVS，从而有效地降低了电路的开关损耗和开关噪声，减少了器件开关过程中产生的电磁干扰。

RL图38-1 移相全桥零电压开关变换器结构其中的S1，S2称为领先桥臂，其导通利用变压器漏感和滤波电感的能量，滤波电感一般臂变压器漏感大得多，较容易实现零电压开关。

S3和S4组成滞后桥臂，其开通仅能利用变压器漏感和谐振电感获得能量。

电路中开关器件的控制波形采用恒频移相控制方式，每对桥臂的两个开关器件成180°互补导通，而通过改变不同桥臂之间对角开关管的驱动信号移相角α的大小来实现输出电压的调节。

当α＝180°时，S1和S3或S 2和S4 同时导通，输出电压为零；当α＝0°时，S1 和S4或S2 和S3 同时导通，输出电压达到最大值。

图38-2 移相全桥零电压开关电路的控制驱动信号2. 控制电路核心——UC3875芯片的工作原理简介(1)芯片电路图和引脚图38-3 UC3875的内部结构图UC3875芯片是美国UNITRODE公司生产的移相式PWM控制集成电路, 其核心是相位调制器，其A输出信号与B输出信号反相，C输出信号与D输出信号反相，A、C输出信号的相位移和B 、D 输出信号相位移相同。

该电路中具有独立的过电流保护，欠电压封锁电路。

A/B 、C/D 两对半桥都有可以单独调整死区时间。

集成电路还内置带宽超过7MHz 的误差放大器，一个5V 基准源，软启动，斜坡电压发生器和斜率补偿电路。

图38-4 移相控制器UC3875引脚图(2) UC3875引脚和控制电路设计说明1脚：5V 参考电压输出；2脚：内部误差放大器的输出端，该引脚输出低于1V 时，驱动信号的移相脚强制设置为；0o3脚：运放反向输入端(-),接变换器输出电压作为反馈， 2脚与3脚之间接电容和电阻,形成闭环PI 调节器，稳定输出电压；4脚：运放同向输入端(+) ,接入给定电压信号,以控制输出电压大小；5脚：电流检测,可实现过电流保护，芯片内部有一个电流比较器该引脚输入电压超过2.5V ,UC3875自动封锁所有输出引脚，四路输出全部输出低电平;6脚：软起动，芯片内部在上电后用9uA 恒流源给其充电，可接入一个电容，开机自动充电到4.8V ，实现变换器的软启动;7脚：C/D 两功率管的延迟，设置滞后桥臂的死区时间，并联接入电容电阻到地：/(62.512)th delay DS R T V e =−15脚：A/B 两功率管的延迟信号, 设置滞后桥臂的死区时间，用法同7号脚； 16脚：开关频率设置端，并联接入电容、电阻到地，开关频率公式f = 4/RC 。