多模高频PWM控制器UCC39421/2及其应用

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:UCC39421/2是高效多模式高频PWM控制器。文章简要介绍了UCC39421/2的功能特点,详细论述了UCC39421/2的构成原理及引脚功能,给出了UCC9421/2控制器的应用方法及应用电路。 关键词:多模高频 PWM控制 DC/DC变换 UCC39421/2 1 UCC39421/2的功能特点 UCC39421/2是一种高效低功率DC/DC转换器。它在很宽的工作电源下具有很高的效率,并可提供编程上电复位功能,该芯片带有独立的低压检测比较器,同时具有脉冲调制、限流和低电流关断(5μA)功能,可广泛应用于蜂窝电话、录呼机、PDAs以及其它手持设备中。 UCC39421/2具有以下特点: *采用高效升压单端初级电感控制,SEPIC或回扫(反向升压)拓扑结构,输入电压既可高于也可低于输出电压; *输入电压低(最小为1.8V); *能驱动外部FETs以获得较大电流; *具有高达2MHz的振荡频率; *可同步操作; *具有可编程变频模式,可优化功率和效率; *具有脉冲调制限流功能; *功耗极低,睡眠模式下的供电电流为150μA,关断模式下的供电电流仅为5μA。 图1 UCC39421/2结构方框图 2 构成原理及引脚功能 2.1 构成原理 UCC39421/2内部由电荷泵电路、PWM振荡器、导通控制电路、PWM电路、限流控制电路、低功率模式控制电路、斜率补偿电路、PFM模式控制电路、误差放大器、电池低电压比较器、复位电路、1.24V基准源电路以及比较器和逻辑电路等构成,其内部结构如图1所示。 2.2 封装及引脚功能 UCC39421/2采用双列20/16引脚封装,其引脚排列如图2所示。各引脚功能如下: COMP:误差放大器输出端。应用时此端与地之间应连接一阻容串联补偿网络; CHRG:N沟道MOSFET栅极驱动输出。应用时此端可直接与MOSFET栅极相连; CP:电荷泵输入端。当使用电荷泵时,CP与泵电容相连;不使用电荷泵电路时,CP接GND; FB:误差放大器反馈信号输入端。应用时此端通常连在VOUT与GND之间的电阻分压器上; GND:控制器信号地; ISENSE:电流检测放大器输入; LOWBAT:比较器输入。当VDET引脚电压高于1.25V时,此端输出为低电平; PFM:PFM(脉冲频率调制)模式门限编程引脚。将此脚连到FB或VOUT引脚的电阻分压器上可设置PFM的门限。不用此功能时,应将PFM与GND相连; PGND:控制器功率地; RECT:同步整流器输出。使用时此脚可与P沟道或N沟道MOSFET的栅极直接相连,亦可通过一个廉价的电阻与MOSFET的栅极相连; RSEN:同步整流器转换端。在升压模式,此端通过一只1kΩ电阻与二只MOSFET管相连,并与电感的一端相连;在回扫和SEPICF时,此端通过只1kΩ电阻与同步整流器MOSFET的漏极和耦合电感的付边绕组连接处相连; RSADJ:复位延时电容连接端。使用时从此脚到GND应连一个延时电容(UCC39421无此引脚); RSEL:同步整流使用N沟道或P沟道MOSFET选择端。当RSEL与GND相连(低电平)时,同步整流器使用N沟道MOSFET;当RSEL与VIN相连(高电平)时,同步整流器用P沟道MOSFET; RESET:复位信号输出端(UCC39421无此脚); RT:振荡电阻连接端。应用中,此端到GND之间应连一电阻,以决定内部振荡器的振荡频率。振荡电阻RT与内部振荡器的振荡频率f0之间的关系为: f0(MHz)=50/RT(kΩ) SYNC/SD:同步/关断输入。其作用是使控制器的开关频率与内部时钟频率同步或关闭控制器。 VPUMP:电荷泵输出。应用时此脚与地位连接一只1μF电容。 VOUT:控制器输出引脚; VIN:电源输入引脚。应用时此脚与GND之间应连一只0.1μF的去耦电容; VDET:低电池电压检测输入端(UCC39421无此引脚)。 3 应用 3.1 拓扑结构与同步整流器 UCC39421/2可用来构成BOOST、Flyback及SEPIC拓扑。此时,该控制器可在Vin=1.8~8V下工作。应用中可根据输入电压和输出电压选择合适的拓扑类型,表1列出了UCC39421/2的VIN、VOUT和拓扑之间的关系。 表1 输入输出电压与拓扑的关系 电池类型 电池数目 VIN范围 VOUT(V) 拓扑结构 碱性或镍镉、镍氢 2 1.8V~3.0V 3.08.0 非同步升压 锂离子 1 2.5V~4.2V 2.58.0 非同步升压 UCC39421/2既可驱动N海道MOSFET,亦可驱动P沟道MOSFET同步整流器。当RSEL引脚与GND相连时,RECT脚可为N沟道MOSFET提供驱动输出信号;而当RSEL脚与VIN相连时,RECT脚则为P沟道MOSFET提供驱动输出信号。其拓扑类型、VOUT与同步整流器的关系如表2所列。 表2 拓扑类型、VOUT与MOSFET的关系 拓 扑 VOUT(V) 同步整流器 升 压 3.08.0 非同步升压 回 扫 2.5
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200703/12610.html
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