低成本高性能的新型PWM控制器

　　背景

　　---大多数电信电源系统采用一个-48V总线分布电源，-48V总线在保证设备安全的情况下能够使功耗保持在较低的水平。但大多数电信子系统并不直接采用 -48V电压，而是要求先进行隔离式DC/DC转换，从-48V总线电压转换出各个子系统的工作电压。很多厂商都提供采用标准引脚和机械封装的分立式DC/DC转换器模块，这是非常易于应用的解决方案，从而节约一些工程时间，缩短产品上市时间，但是电源模块会增加成本，每模块需额外增加7～18美元。

　　---新的发展趋势是在电路板上贴装电源转换器，通常每个电路板只需一个隔离式DC/DC转换器。整个系统内核电压可以从主隔离电源轨获得，这通常是3.3V、5V或12V。与每电源轨采用电源模块的方法相比，由非隔离DC/DC转换器提供内核电压能够进一步节省成本。

　　

 

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　　新趋势

　　---要使电路板贴装电源转换器易于实施，就需要具有适当功能的控制电路。电流模式PWM控制器LT1950可以被用在从几瓦到500瓦以上的隔离电源转换器中，全部所需要的控制功能都集成在一个设备中，包括自适应最大占空比钳位、斜率补偿和前缘消隐，易于编程，能够对转换器解决方案进行优化以达到高性能、低成本和小型化，非常适用于控制电路。

　　---可对LT1950进行编程来自动适应最大占空比进行钳位，在负载和线路瞬变情况下限制变压器重置电压，这样就可以在以变压器为基础的设计中采用很小的变压器、MOSFET和输出整流器，使基于LT1950的前向转换器能够采用MOSFET利用率远远超过50%占空比的单MOSFET架构。这些设计可以代替电源模块，而且成本较低，效率和瞬态响应性能都十分优越。

　　

 

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　　器件描述

　　---LT1950的输入为3～25V，采用电流模式架构，提供快速的瞬态响应能力和非常简单的频率补偿，内部结构如图1所示。误差放大器的正输入采用1.23V±2%的基准电压，从而使输出电压能够精确编程。VREF引脚的2.5V基准输出能够向外提供2.5mA电流。SHDN引脚提供精确的1.32V门限及电流滞后，可以对欠压锁定和停机进行精确编程。从ROSC引脚到地的电阻器用来将开关频率设置在100～500kHz之间。此外，LT1950可以同步至编程频率的1.5倍。对于斜坡补偿要求，LT1950内部有设定电平和SLOPE引脚开路。要将斜坡补偿提高到3倍，必须在SLOPE引脚和VREF引脚之间加入一个电阻器。LT1950可编程的斜坡补偿允许在持续模式工作中采用电感、环路带宽调节以加速瞬态响应，为各种电路布局提供优化的噪声容限。

　　---LT1950控制一个在GATE引脚上外置的MOSFET开关，峰值电流是通过开关源极中的一个功率电阻器借助一个与ISENSE引脚相连的检测点来监测的。在ISENSE引脚的电流检测门限与误差放大器输出(COMP引脚)电压成比例关系，并控制MOSFET峰值开关电流，提供周期间的电流限制。要避免由于在MOSFET导通期间产生的噪声使ISENSE门限发生误跳变，LT1950有内置的前缘消隐，通过增加从BLANK引脚到地的电阻，可以进一步延长消隐期限。

　　---图2示出了采用LT1950的同步前向转换器，能够从48V输入提供高效率的3.3V、20A分离输出，具有94%的峰效率和超快瞬态响应，单个主MOSFET架构简化了电路并节省了材料，使电源组件可简单定标以实现更宽的输出电压和电流。LT1950自适应最大占空比钳位使转换器中的电源组件可以在75%占空比的情况下工作。相对于占空比在50%以内的传统前向转换器而言，这种设计使MOSFET、转换器和输出整流器的利用效率提高了50%。同步输出整流器MOSFET由LT1698驱动，它还可以做为误差放大器和光耦合器驱动器。系统的良好散热提高了效率并降低了元件的温度。

　　结论

　　---LT1950易于编程，仅需少量的外部组件，可编程开关频率、斜坡补偿和前缘消隐使其可针对各种电感值、MOSFET类型和电路板布局进行优化，可编程自适应占空比箝位使前向转换器能够使用单MOSFET。基于LT1950的前向转换器具有高转换效率、快速的瞬态响应和良好的温度性能，并且能够使用小尺寸组件来降低成本，是电源模块理想的代替品。