L6598/L6598D分別採用16腳DIP和SO封裝,圖1所示為其引腳排列是。表1列出了L6598的引腳功能。
表1L6598的引腳名稱和功能
腳 號 | 名 稱 | 功 能 |
1 | Css | 軟啟動電容端 |
2 | Rfstart | 軟啟動頻率設定(低阻抗電壓源) |
3 | Cf | 振盪器頻率設定 |
4 | Rfmin | 最低振盪頻率設定(低阻抗電壓源) |
5 | OPOUT | 檢測運算放大器輸出(低阻抗) |
6 | OPIN- | 檢測運算放大器反相輸入(高阻抗) |
7 | OPIN+ | 檢測運算放大器同相輸入(高阻抗) |
8 | EN1 | 半橋封鎖使能 |
9 | EN2 | 半橋非封鎖使能 |
10 | GND | 地 |
11 | LVG | 低端驅動器輸出 |
12 | Vs | 電源電壓,帶內部齊納二極體鉗位 |
13 | N.C. | 未連線 |
14 | OUT | 高端驅動器參考(半橋輸出) |
15 | HVG | 高端驅動器輸出 |
16 | VBOOT | 自舉電源電壓 |
L6598主要由壓控振盪器(VCO)、檢測運算放大器(OP AMP)、兩個帶使能(Enable)輸入的比較器、控制邏輯、高/低端驅動器、自舉驅動器和欠電壓封鎖及軟啟動電路等組成。
表2為L6598的推薦工作條件。表中,VCL的典型值為15.6V。只要保證VBOOT-VOUT<18V,VOUT的範圍可寬達-3V~580V。]表2 L6598的推薦工作條件b]
參數名稱 | 符 號 | 數 值 | 單 位 |
電源電壓 | Vs | 10~VCL | V |
高端參考(電壓) | VOUT | -1~(VBOOAT-Vcl) | V |
浮置電源幹線電壓 | VBOOT | 500 | V |
最高開關頻率 | fMAX | 400 | kH2 |
功能原理
3.1 軟啟動與振盪器
L6598可提供軟啟動功能。開關頻率從啟動時的fstart偏移到最小值fmin所歷經的時間為軟啟動動周期Tss。
在軟啟動期間,電流Iss對電容Css充電,產生一個斜坡電壓施加到跨導(gm)放大器。於是,電壓信號轉換為扣除了Ifstart後的逐漸增大的電流。由此可見,L6598軟啟動時間取決於Css。
電流IOSC饋送到振盪器的工作原理,IOSC經×4和×8兩次反射(mirrored),在振盪器電容CF上產生一個三角波。振盪器頻率可由下式計算:
fmin=1.41/RfminGF
上式在30kHz~100kHz的頻率範圍內是比較精確的。
3.2 自舉驅動器
以往流行的此類IC為了對自舉(bootstrap)電容CBOOT充電,需要在Vs腳與VBOOT腳之間外接一技快速恢復型高壓二極體DBOOT。而L6598則採用了如圖5所示的自舉驅動器結構,從而省略了外部的自舉二極體DBOOT。
為了驅動同步的dmos,利用內部充電泵可獲得比Vs高得多的電壓。與DMOS串聯的二極體用作避免不希望的導通,阻止在電源迅速關斷時因泵電容未能徹底放電而使電流從VBOOT流向Vs。在低端驅動器開通CBOOT再次被充電時,自舉驅動器上將有一個電壓降落,這個電壓降大約為3V(其中二極體壓降按0.6V計)。
高/低端驅動器可為外部功率MOSFET或IGBT提供最佳的柵極驅動,驅動器電流分別為源電流250mA和灌電流450mA。L6598的內部邏輯能保證有一個最小的死區時間,以避免功率MOSFET出現跨越導通。
3.3 運算放大器
L6598內的運算放大器可提供低輸出阻抗、寬頻、高輸入阻抗和寬共模範圍,這些特點有利於實現保護或閉環控制。其輸出可以連線到Rfmin腳,以調節振盪器頻率。
3.4 比較器
兩個CMOS比較器可用來執行保護功能。L6598能夠識別在比較器輸入端上的200ns寬度的短脈衝。如果檢測到ENI輸入端出現0.6V的門限電壓脈衝,L6598即進入閉鎖關斷狀態,此時振盪器停止振盪,LCG和HVG均為低電平。一旦故障解除,器件將重新開始正常工作程式。EN2輸入帶有一個1.2V的門限,一旦腳9上電壓達到1.2V,則比較器被觸發而重新開始軟啟動程式。