基于LM5036半橋DC/DC電源的集成輔助源

LM5036是一款高度集成化的半橋PWM控制器，集成了輔助偏置電源，為電信，數(shù)據(jù)通信，工業(yè)電源轉(zhuǎn)換器提供高功率密度解決方案。LM5036包含使用電壓模式控制實現(xiàn)半橋拓?fù)涔β兽D(zhuǎn)換器所需的所有功能。 該器件適用于隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)，輸入電壓高達(dá)100V。與傳統(tǒng)半橋及全橋控制器相比，LM5036有著自身不可替代的優(yōu)勢：

(1)集成輔助偏置電源，為LM5036及原邊和副邊元器件供電，無需外部輔助電源，減少電路板尺寸和成本，有助于實現(xiàn)高功率密度和良好的熱可靠性。

(2)增強的預(yù)偏置啟動性能可實現(xiàn)負(fù)載帶壓啟動時，輸出電壓的單調(diào)遞增并避免倒灌電流。

(3)通過脈沖匹配改善了逐周期電流限制，從而在輸入電壓范圍內(nèi)產(chǎn)生均勻的輸出電流限制水平，并且還可以防止變壓器飽和。

集成輔助源：

對于半橋驅(qū)動器而言在沒有外接輔助電源時，系統(tǒng)需要一個需要單獨的偏置電源和更多組件。 不能輕易調(diào)節(jié)二次側(cè)偏置電壓來控制系統(tǒng)軟啟動過程。因此這里就需要單獨的外接電源以及更多的組件，最終就會大大占用板級面積。

而LM5036自身集成COT控制模式的Fly-buck控制器，用來產(chǎn)生給LM5036及原邊和副邊的器件供電。而且這里的COT控制模式中的ON time的時間長度是可以通過Pin-6的Ron來進行設(shè)置的。只需要外接RFB1 和 RFB2就可以設(shè)置VAUX1 ，VAUX2的電壓值。只需要外接一個小小的輔助源變壓器，就可以實現(xiàn)LM5036原邊VCC供電，副邊側(cè)隔離驅(qū)動供電，隔離光耦運放等的供電（如上圖所示各部分的供電電源）。Vaux2同時參與了預(yù)偏置啟動過程，作為一個溝通原邊和副邊的一個使能信號，通過和放電復(fù)位電路的配合實現(xiàn)預(yù)偏置啟動的時序控制?？梢钥吹絍aux2在這里完成了原邊和副邊的通信，而避免使用額外的隔離信號電路。間接減少BOM數(shù)量從而增加功率密度。此外，對于輔助變壓器的設(shè)計，完全可以通過一個簡單的工具設(shè)計計算表格去實現(xiàn)變壓器及相關(guān)器件的設(shè)計。應(yīng)用簡單，大大節(jié)省板級面積以及綜合成本。如下圖所示，只需要外加一個小小的輔助變壓器（黃色部分）就可以輕松實現(xiàn)這些功能，大大提高系統(tǒng)功率密度。

如上圖所示，SW_AUX為Fly-buck的輸出端，L3為buck電路的輸出側(cè)電感，C36為輸出側(cè)電容，R22與R23為反饋分壓電阻，R24,C34與C35構(gòu)成Type-3的紋波注入電路。在使用計算工具時，首先輸入一些輔助電源的基本信息，頻率，負(fù)載電流值，電感取值。即可計算出相應(yīng)的電容選型。

對于FB電阻，可以根據(jù)Flybuck的前級及后級的電壓來計算出相應(yīng)的FB電阻。如Auxiliary Feedback Circuit表格所示。

至于RCC紋波注入電路的參數(shù)選擇，計算表格中有三種不同的電路選擇，選擇TYPE-3之后，可以輸入目標(biāo)的紋波電壓值以及紋波電流值，即可計算出相應(yīng)的RCC阻容值。這里一般固定Cac與Rr的值，至于Cr可以根據(jù)計算值進行相應(yīng)的選型。

如上圖所示，圖中所示是基于LM5036的評估板，參考評估板的布局規(guī)則，上半部分是輸入濾波電路，半橋電路，輸出側(cè)同步整流以及輸出濾波電路。下半部分為LM5036周邊關(guān)鍵器件，輔助電源電路以及反饋回路調(diào)節(jié)電路，輔助電源利用極小的占板面積卻達(dá)到一舉多得的作用。業(yè)界中常見的200W磚塊電源通常使用1/8磚的版圖。由于LM5036的高集成度，200W功率電源現(xiàn)在已經(jīng)可以在1/16磚模塊上即可實現(xiàn)，同樣的功率可以做到更小的版圖面積上。

審核編輯：郭婷