IRS27951：240WAC－DC電源解決方案
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IRS2795（1/2）是一款用于DC-DC諧振轉(zhuǎn)換器的自振蕩半橋驅(qū)動器IC，特別適用于LLC諧振半橋轉(zhuǎn)換器。通過采用兩個外部元件，使其頻率和死區(qū)時間可以進(jìn)行外部編程。該IC采用低邊MOSFET的通態(tài)電阻提供過電流保護(hù)。通過外部的CT/SD引腳將電壓下拉使其低于使能電壓閾值，該IC即可以停止工作。
圖1 IRS27951/2方框圖
圖2 IRS27951/2典型應(yīng)用電路圖
IRS27951/2主要特性
?簡單的初級控制解決方案，用于固定和可變頻率的DC-DC諧振變換器
?每通道最大500kHz的輸出，占空比為50％
?自舉工作通道浮動電壓最高可達(dá)600V
?可編程最小和最大開關(guān)頻率
?可編程軟啟動頻率和軟啟動時間
?可編程死區(qū)時間
?微功率啟動和超低靜態(tài)電流
?采用低邊MOSFET Rds（on）的過流保護(hù)
?用戶啟動的微功耗“睡眠模式”
?欠壓閉鎖
?設(shè)計(jì)簡單，元件數(shù)量少
?無鉛
IRS27951/2應(yīng)用
? LCD和PDP電視
?電訊開關(guān)電源，電腦開關(guān)電源
?家庭音響系統(tǒng)
圖3 IRS27951評估板電路圖
圖4 IRS27951評估板PCB布局圖(頂層)
IRS27951評估板
用于IRAC27951SR-240W評估板該具有IRS27951諧振半橋控制器和IR11682雙通道同步整流控制器。該評估板包括一個前端AC-DC整流級，并與一個具有24V輸出電壓軌的半橋諧振DCDC轉(zhuǎn)換器級聯(lián)。前端是一個常規(guī)的帶有整流橋和EMI濾波器的整流器級。
下行轉(zhuǎn)換器是一個多諧振半橋LLC轉(zhuǎn)換器，其由IRS27951（U1）控制器HVIC控制。該控制器驅(qū)動兩個半橋MOSFET，有死區(qū)時間并且有50％的固定占空比，可根據(jù)反饋信號來改變頻率，以針對負(fù)載和輸入電壓的變化來調(diào)節(jié)輸出電壓。如前所述，除了電流保護(hù)，所有控制諧振轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)所需的關(guān)鍵功能，可以使用其8引腳控制器IC進(jìn)行外部編程。
在這個參考設(shè)計(jì)中，IRS27951是自我供電。在上電和給VCC電容（CDC2和CVcc1）充電時，啟動電阻Rstart1~Rstart3為IRS27951提供啟動電流。一旦Vcc電壓超過Vccuv+閾值，IRS27951開始工作并且電源變壓器的輔助繞組給IC提供偏置。當(dāng)24V負(fù)載從0A~10A變化時，輔助繞組的電壓可能會有很大變化，因此，采用一個線性穩(wěn)壓器（包括 DZ4，Rvcc和Q2）將VCC保持在14.5V。
變壓器采用磁集成法，在變壓器上集成了諧振系列和并聯(lián)電感。變壓器次級繞組的配置選擇是中心抽頭式。反饋回路是一個經(jīng)典配置，采用了TL431（U3）來調(diào)整光耦TLP621（U2）的電流。光耦晶體管通過調(diào)整控制器IC引腳上RT的電流來調(diào)節(jié)開關(guān)頻率，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。
次級整流由同步整流控制器IR11682和兩個PQFN功率MOSFET來實(shí)現(xiàn)。每個輸出腳使用一個IRFH5006和一個60V MOSFET（導(dǎo)通電阻典型值3.5mohm）。使用同步整流大大降低了傳導(dǎo)功率損耗。10A的連續(xù)輸出電流不需要散熱片。采用高度集成的雙通道SmartRectifierTM控制器IR11682，也節(jié)省了PCB的面積。
同步整流電路連接在低邊配置中。所以，IR11682可直接驅(qū)動兩個SR MOSFET。一個RCD電路添加到IR11682 VD的感應(yīng)輸入上，用以提供前沿濾波器和關(guān)斷延遲補(bǔ)償。
通過一個簡單的線性穩(wěn)壓器Q1（一般NPN晶體管）和齊納二極管Dz2（12V）將R11682 偏置到24V。此外，第二個齊納二極管Dz3（9.1V）是用來防止輸出電壓很低時同步整流電路被激活。當(dāng)輸出電壓接近18V時，IR11682將開始運(yùn)作。
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