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若何全面做好过压; ?浅谈开关电源OVP职能

功夫:2023-12-29 起源: LETOU乐投科技

为应对复杂利用环境,开关电源内部集成了多种;ぶ澳,常见的有过流;ぁ⒐卤;ぁ⑹淙肭费贡;ぜ笆涑龉贡;等。过流及过温;ぶ匾訧C进行;,预防芯片销毁;输出过压;ぴ蚴俏巳繁8骼嗬们疤嵯碌氖涑龅缪共槐,保障受电端正常工作,不会超过受电端电子器件能接受的最高电压。

由于负载颠簸等原因,电源很可能会出现过压情况。过压幅度和持续功夫是电源设计不断的要思考的成分,本文将对输出过压可能出现的情况以及解决方式进行发展。


PART1
输出启动

无软启动带来影响

开关电源刚启动时输出电压为0,当没有输出软启动时,反馈环路将急剧调节使开关电源以最大输出能力为输出电压充电。由于环路响应速度原因,当输出电压达到设定值后占空比会在一段功夫后才降低到正常状态(好比电流模式节造的COMP电压调整)。占空比调节期间输出将出现过压,过压大幼与占空比调节速度有关。

启动电路实现方式

针对此情况开关电源通;嵘杓迫砥舳缏。通过软启动电路实现输出电压缓慢升高到设定值,从而预防输出过压。

软启动电路实现方式多种多样,降压转换器软启动电路实现以SCT2432Q为例。如图1所示,SCT2432Q内部反馈误差放大器(EA)除反馈电压FB和基准电压VREF表引入SS(软启动电压),误差放大器将FB与VREF和SS两者之间低的一方进行比力。SS电压通过内部恒流源(典型值3uA)对表部电容充电所产生,刚启动不断SS电压从0起头缓慢增长,反馈电压FB与SS电压进行比力实现FB追随SS电压即实现输出电压的线性上升。

可凭据上电时序要求、输出电容大幼等成分拔取SS电容以满足系统要求。

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图1 SCT2432Q内部软启动逻辑框图

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图2_SCT2432Q Vout与SS电压等比例对应

PART2 负载急剧阶跃

负载阶跃过压产生原因

在开关电源工作过程中,当后级负载忽然断开或急剧降低时,输出电压可能会出现过冲景象。产生原因如下:

当稳态工作时电感电流均匀值与负载电流一样。当负载忽然减幼时,转换器通过调节占空比降低电感电流均匀值。若是负载变动缓慢降低(电感电流速杜纂负载变动速度一样)则输出电压不会出现过压;但当负载降低速度快于电感电流速度时,有余的能量将堆集到输出电容上出现过冲。

常见OVP职能实现方式

加快环路调节速度有利于降低过压值,选型时能够思考带COMP管脚的型号,同时电源芯片通常都具备OVP职能。以SCT2432Q为例,内部集成过压;け攘ζ,当反馈电压FB值大于基准电压VREF的110%时(反映功夫uS级),过压;け攘ζ鞣荒诓柯呒箍毓苤粘≌鸬,供电端能量无法传递到输出端,从而实现过压;。但此时电感电流可能不为0,仍存在能量向后级开释,使输出电压仍有上升。

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图3 SCT2432Q内部OVP职能逻辑框图

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图4 SCT2432Q负载急剧跳变过压;ぶ澳

PART3 最幼占空比限度

对于BUCK、BOOST电路而言通常最幼导通功夫限度了最幼占空比。

凭据伏秒平衡公式可推算当前输入前提下转换的最幼输出电压,当设置电压<最幼输出电压时,将出现过压景象。此时更多由OVP职能进行;,输出电压升高至OVP高阈值时终场开关,输出电压降落;当降落至OVP低阈值时,沉新起头工作,此时输出电压更像是工作在迟滞模式。此情况多出现于高频幼转换比工作状态。

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图5 SCT2432Q 最幼占空比限度工作状态

PART4 输入电压大幅度急剧变动

输入电压变动导致输出过压

某些复杂工况下输入电压会出现大幅度急剧变动,汽车利用常见的发起机启动瞬间线路存在压降(波形参考ISO 7637-2 PULSE 4),对于一级DCDC转换器,此时输入电压由正常值跌落而后急剧复原。

若输入电压跌落最低值<输出电压设定值,且输入>欠压阈值,此时转换器将调节至最大占空比状态;当输入电压急剧回升到正常值时,由于占空比原因电感电流急剧升高(通;嵘叩降缌鞴縻兄担,会使输出电压急剧升高;当反馈电压FB升高至基准电压Vref 110%时OVP生效,且OVP生效时电感电流仍存在较大电流残存,能量传递到输出电容,输出电压进一步升高。容易出现高于110%设定值输出电压,对后级负载产生败坏的可能;若是后级负载处于轻载状态,输出电压必要较长功夫能力回复至正常值。

解决规划

针对此问题,LETOU乐投科技40V车规级DCDC转换器SCT2434A/CQ通过优化节造步骤,有效预防输入电压急剧变动带来的输出过冲甚至过压问题,可实现输出电压的缓慢复原。

日程表

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图6 SCT2434CQ输入电压跳变 无过压景象存在

(频率2.1M 电感2.2uF输出电容44uF)

开关电源出现过压景象的前提多种多样,上述仅会商常见的几种方式。

对于分歧情况给芯片带来的挑战,LETOU乐投科技将不休更新产品、优化设计以适应各类严苛利用。以越发全面的;ぶ澳,涵盖更多复杂利用场景,提高输出电压不变度,为负载提供越发安全靠得住的电源。

SCT2434A/CQ

图示, 示意图

描述已自动天生

□  输入电压:3.6-36V

□  负载能力:3A

□  频率:400KHz(AQ)&2.1MHz(CQ)

□  内置4mS软启动

□  25uA低静态电流

□  第二代LDO模式

□  选取2mm*3mm QFN-12L封装

SCT2434A/CQ即将量产,如有需要能够提供样片测试,申请样片或订购可联系销售或邮件至:sales@silicontent.com。

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