具有異相同步功能的電源控制器

0??? 引言

??? SC4808A/B是一個雙端高頻高集成度的PWM控制器，它能容易地配置成電流或電壓工作方式，并且還包括了用于隔離應用的所有控制電路。SC4808雖然簡單，卻有完整的特性并且只需要很少的外部元器件。它的特性包括：可調置頻率高達1MHz；內部斜率補償；逐脈沖電流限制；輸入欠壓保護。用唯一個振蕩器能夠使兩個SC4808一起同步和異相工作。輸出驅動被配置成推挽式，兩個輸出之間死區(qū)時間的設置取決于定時元件的大小。SC4808的開啟閾值為12V(SC4808A)和4.4V(SC4808B)。SC4808B可以應用在5V輸入的電源上。兩種器件都采用MSOP－10封裝。

1??? SC4808典型應用電路

??? 圖1是SC4808在12V輸入、24V輸出電源中的應用。

圖1??? SC4808在12V輸入24V輸出中的應用

??? SC4808可以作為峰值電流模式控制器，也可以作為電壓模式控制器，這取決于斜率補償的總量，只需一個電阻即可設置。SC4808的雙輸出驅動級是成推挽式。兩個輸出頻率是振蕩器頻率的一半，每個輸出級的占空比<50％。SC4808提供脈沖式和打嗝式過流保護。SC4808用腳CS檢測電流信息（VCS）與525mV內置限流點進行比較。如果525mV的限流點被超過，則OUTA和OUTB占空比一直減??；而當腳CS電壓達到第二個閾值950mV時，OUTA和OUTB被關斷。在延遲140μs之后，SC4808開始進入內部軟啟動。軟啟動之后，除非過流情況仍然存在，否則器件重新達到正常工作狀態(tài)。

2??? 交錯并聯(lián)

??? 在對噪聲敏感的應用中，需要振蕩器頻率和系統(tǒng)參考頻率同步。腳SYNC是一個閾值電壓為1.6V(SC4808A)和1.0V(SC4808B)的正邊緣觸發(fā)輸入，能接收外部時鐘。通過連接一個外部控制信號到腳SYNC，SC4808內部振蕩器頻率將會與外部控制信號的正邊緣同步。單獨一個控制器工作時，腳SYNC應該接地或接一個頻率在SYNC頻率范圍內的外部同步時鐘。在兩相工作模式下，其中一個振蕩器用來使兩個SC4808一起同步和異相工作。這個特性只需要將一個SC4808的腳SYNC輸入連接到另一個SC4808的腳RC就能實現。兩個SC4808中較快的振蕩器自動成為主控部分，強迫兩個PWM異相工作。這個特性使電源的輸入和輸出紋波達到最小并且減少了輸入和輸出電容的數量。圖2是由兩個SC4808構成的異相同步電路。

(a)??? 電路

(b)??? 輸出波形

圖2??? 由2個SC4808構成的異相同步電路

??? 從圖2可以看出，由單個SC4808可產生兩個180°相位差的輸出信號。由兩個SC4808組成的異相同步電路會產生4個90°相位差的輸出信號。交錯并聯(lián)兩組電源可以達到下列特性：

??? ——電源的輸入和輸出電流紋波互相抵銷；

??? ——較小的輸入和輸出電容；

??? ——較小的輸入和輸出電感；

??? ——較小的功率損耗；

??? ——較小的功率變壓器；

??? ——較低的功率器件溫升；

??? ——更快的負載瞬態(tài)響應。

??? 如圖3所示，利用SC4808PSPICE模型可以清楚地看到，交錯并聯(lián)二組電源的輸出電流紋波比單組電源減小很多。如圖4所示，單組電源產生5A電流紋波（滿載電流為20A），交錯并聯(lián)兩組電源的輸出電流紋波不到1A（滿載電流同樣為20A），這樣便大大減小了所需的輸出電容ESR值。由于交錯并聯(lián)兩組電源輸出開關頻率是單組電源輸出開關頻率的2倍，而交錯并聯(lián)兩組電源輸出等效電感是單組電源輸出電感的1/2，交錯并聯(lián)兩組電源負載動態(tài)響應比單組電源負載動態(tài)響應更快。圖5顯示在負載電流從15A到20A轉換過程中，交錯并聯(lián)兩組電源輸出電壓過沖（Overshoot）和恢復時間（Settling Time）比單組電源減小了。

圖3??? 2個推挽式電源交錯并聯(lián)

(a)??? 2個推挽式電源交錯并聯(lián)輸出電感電流波形

(b)??? 1個推挽式電源輸出電感電流波形

圖4??? 推挽式電源交錯并聯(lián)輸出電感電流波形比較

（a）??? 2個電源交錯并聯(lián)輸出動態(tài)波形

(b)??? 1個電源輸出動態(tài)波形

圖5??? 輸出動態(tài)波形比較

??? 利用兩個電源交錯并聯(lián)為一個負載提供電流，需要設計負載均流電路，以保證負載電流在兩組電源中均勻分配。而電流型反饋的兩組電源會自動互相均流。如圖6所示，兩組輸出電感電流的電壓取樣（V_CS1，V_CS2）都會被同一個反饋電壓（VFB）所控制。一旦V_CS1和V_CS2的峰值被控制，V_CS1和V_CS2的平均值會一樣，從而達到流過二組電源的輸出電流均流。SC4808內部不設誤差放大器，只要將一個外部反饋電壓接到二組SC4808的反饋端（FB）就可以了。