面向中等功率应用的AC/DC功率管理IC (2)

      传输时延补偿技术实现严格的功率控制

      对于某些应用而言，严格的功率控制十分重要，这也是大多数应用所期望的。这款芯片保留了非连续电流模式和最大峰值电流控制特性。然而，在不同输入电压下的最大功率变化仍然很大(>30%)。这是由读入端到栅控制端之间的逻辑电路的传输时延所造成的。典型的传输时延时间大约为200ns。为了保持快速的功率控制，需要进行补偿。ICE3BS03LJG利用了输入电压和占空比之间的反比关系，从而相应地自动调整峰值电流限制阈值(见图7)。最终，它可以在不同输入线压下，实现严格的功率控制。

图7  传输时延补偿

      对采用ICE3BS03LJG的60W演示板进行的测量表明，在较宽的输入电压范围内，峰值输出功率的变化大约为3%(见图8)。

图8  60W ICE3BS03LJG演示板测量结果

      增强保护实现可靠系统设计

      保护功能是决定系统是否可靠强健的一个重要因素。因此需要采用足够的保护措施。

      ICE3BS03LJG提供了所有必需的保护功能以确保系统安全工作。它提供了两种保护功能：自动重启动和栓锁。自动重启动可实现过载、开环、Vcc欠压、光耦合器短路等保护。对于那些诸如Vcc过压、过热、线圈短路等更严重的故障，它将进入锁存保护模式。一旦进入了这种保护模式，只有在Vcc电压需要降低到6.23V以下时，才能复位到正常工作模式。该器件设置了一个灵活的外延保护引脚，从而可以满足用户定制保护的要求，如输出过压、MOSFET过热等保护。将BL引脚连接到<0.25V的电压即可方便地启用保护模式，此时芯片将进入栓锁模式。

      表1是保护模式和故障条件的列表。

表1  保护模式和故障条件

      过载保护功能对于电源而言十分重要，因为它可以防止电源在长时间过载状态下出现过热的情况。然而，如果保护时间太短，对特定应用而言就不够灵活。

      ICE3BS03LJG提供了一个屏蔽时间方案，该方案可以在经过期望的屏蔽时间之后进入保护模式，因此它可以在提供足够保护的同时，保持一定程度的灵活性。

      这个屏蔽时间方案被划分成两种模式：基本模式和扩展模式。在基本模式方案中，屏蔽时间被内置为20ms，即系统将在20ms的屏蔽时间之后进入保护状态。在扩展模式方案中，可以通过在BL引脚上增加一个外部电容(CBK)以在基本模式的基础上提高屏蔽时间，也就是说总的屏蔽时间=基本屏蔽时间+扩展屏蔽时间。

      当出现过载故障时，反馈(FB)电压将会升高，直到4.0V。随后屏蔽时间方案将被激活。该方案将首先进入基本模式：20ms。如果在BL引脚上没有CBK电容，BL引脚上的电压将立刻被一个13mA的内部电流源从0.9V充电至4.0V。随后，它将立即启动自动重启动保护功能。如果BL引脚上连有一个CBK电容，那么只有在经过额外的充电时间，在BL引脚上的电压被13mA电流源从0.9V充电至4.0V时，才能启动保护功能。这个充电时间被称为扩展屏蔽时间(见图9)。

图9  过载保护时的屏蔽时间的框图

      总屏蔽时间T屏蔽=基本屏蔽时间+扩展屏蔽时间=20ms+

      图10给出了过载保护时在基本模式(左)以及基本加扩展模式(右)下捕获到的屏蔽时间波形。

图10 过载保护时的屏蔽时间：基本模式(左)和扩展模式(右)

结语

    ICE3BS03LJG是英飞凌最新推出的一款功率控制芯片。它具有极低的待机功耗，良好的EMI特性，严格的最大功率控制，强健的保护功能等。所有的这些技术和特性使得ICE3BS03LJG成为中等功率电源应用的最佳解决方案。