ZVS全桥控制IC-ISL6754

全桥ZVS控制PWM改进型ISL6754

ISL6754比ISL6752增加了四个引脚，加入了许多更优秀的功能。用于大功率控制电路作PWM-IC。同样，它驱动高边MOS在各50%占空比这下工作，而两个低边MOS采用后沿调制并可调节谐振开关的延迟。

ISL6754比ISL6752增加了软启动功能端（SS），平均电流信号可以用于平均电流限制，电流均衡控制，及平均电流型控制的PWM。此外ISL6754也可以支持电压型控制，它控制二次侧的同步整流时可以更好地做到ZVS模式。

ISL6754有更准确的死区时间和谐振延迟控制，振荡器最高到2MHZ，此外，多脉冲抑制可以确保两交替输出的脉冲正常进入跳周期模式工作，此为降低空载功耗。

主要特点列出如下：

* 调节谐振延迟，确保ZVS开关。 * 同步整流驱动可调延迟。

* 可以电压型，也可以电流型控制。 * 3%的限流阀值。 * 可调平均电流限制。 * 可调死区时间控制。 * 175uA的起动电流。

* VCC供电的UVLO保护。 * 可高达2MHZ的工作频率。 * 芯片过热保护。

* 振荡器锯齿波输出缓冲器。 * 最快速电流检测。 * 逐个周期式限流保护。 * 70ns的前沿消隐。（电流型） * 多脉冲抑制。

ISL6754内部电路框图如图1，典型应用电路如图2。

图1 ISL6754内部等效方框电路

图2 ISL6754基本应用电路 各引脚功能如下：

*VDD---IC供电端，加旁路电容到GND。用瓷介电容紧靠VDD和GND。

*GND---IC公共端，信号地，功率地采用一个端子。由于在高峰值电流及高频工作台，必须要一个低阻抗布局接地线尽量短。

*VREF---5V基准电压端。有3%的偏差。要用0.1---2.2uF的瓷电容旁路。

*CT---振荡器定时电容端。外接于此端到GND，由内部200uA电流源充电，放电速率由RTD电阻决定。

*RTD---振荡器定时电容放电电阻，接于此端到地。决定CT电流放电幅度，最小为20*电阻电流。PWM死区由定时电容放电时间给出。RTD电压通常为2V。

*CS---此输入送到过流比较器，过流比较器阀值定为1V，CS端短路到地时将终止PWM输出，取决于检测源阻抗，输入电阻可给内部时钟和外部功率开关这间加入延迟，此延迟结果令CS开始在功率开关判断之前放电。

*RAMP---这是给PWM比较器的锯齿波输入。RAMP端短路到地时终止PWM信号，一个锯齿电压波形在上端送入，对电流型控制此端接到CS作为电流环的反馈信号。加到两者输入，对于电压型控制，振荡器的锯齿波可以经缓冲并用来产生合适的信号。RAMP可通过RC网络接到电压前馈控制，或接到VREF，产生出所需要的波形。

*OUTUL和OUTUR---为桥路左上，右上驱动信号输出，它们以各50%占空比工作。 RESDEL---设置谐振延迟周期。此为上部MOS 和底部MOS开启之间的延迟，加到RESDEL的电压决定高边MOS开关相对低边MOS开关开启时的延迟，改变控制电压从0V---2V，谐振延迟则从0---100%。控制电压由两个现有等于谐振延迟的死区时间分压，实际上最大谐振延迟必须设在低于2V处，以确保低边MOS在最大占空比时关断时间要高于高边MOS。

*OUTLL和OUTLR---这两个输出控制低边MOS作脉冲宽度调制两者交替开关。

OUTLLN和OUTLRN---这两个是与PWM桥控低边MOS驱动互补信号，适于控制二次侧同步整流，每个输出之间的相位关系由加到VADJ的电压控制。

*VADJ---为从0V---5V的控制电压加到此端。它控制OUTLL和OUTLLN之间的相对

延迟，以确保OUTLL，OUTLR与OUTLLN，OUTLRN之间的相位调节。在2.425V时， OUTLLN先于OUTLL。在2.575V时OUTLLN滞后于OUTLL。2.5V+/-75mV时为0相位差。在内部从VREF作50%分压加到此端时，没有相位延迟，此时此端子对外悬浮。 相移为0或40---300ns时相位差随此电压增加而增加，控制电压和相位差之间的关系不是线性的，控制电压接近2.5V时增益△t/△v为低，重新增加使电压接近控制范围的极限。这个改进提供用户增加控制精度。

当PWM输出延迟相对SR输出时，延迟时间将不会超过90%的死区时间，它由RTD和CT决定。

*VERR——控制电压输入，送到PWM比较器的反相输入端，对部分误差放大器的输出加到此端，或直接用光耦作一个紧密环路，VERR有1mA上拉电流源。

当VERR由光耦驱动时或其它电流源驱动时， 一个上拉电阻从VREF接至此处，给出线性增益，通常上拉电阻为5KR。

*FB——FB是误差放大器的反相输入端。放大器用作反馈电压的放大，或用作平均电流限制放大器（IEA），如果不用将FB接地。

*IOUT——取样和保持电路的缓冲放大器的输出，CS信号的捕获和平均。*SS——外接软起动定时电容。从SS端接到GND。控制IC的软起动电容 值及内部电流源决定起动中占空比的增加速度。SS还可以用来禁止输出，用一个小信号晶体管接成开路集电极结构。 *CTBUF——CTBUF为锯齿波振荡器CT端波形的缓冲输出，它能给出2mA的电流，用来设置从GND的0.4VIS电压。它有正常峰值为2的增益，可用于斜率补偿。

ISL6754的功能特点：

* 特点：ISL6754为一款有极好选择的低成本ZVS全桥控制器，它用于需要很好地调节同步整流驱动的场合。它有多种保护和控制特色，有高度柔性的设计，有最少的外部元件。有非常精准的过流限制阈值，过热关断。缓冲的锯齿波振荡器适用于斜率补偿，可调延迟的同步整流控制，可调节的工作频率。

* 振荡器。ISL6754有一个振荡器，可调频率到2MHZ，仅用一个电阻电容调节。 开关周期为定时电容充电放电时段之和，充电为给CT 200微安，由内部电流源供给，放电由RTD和CT决定：

此处TC和TD为充电放电时间，CT为定时电容，RTD为放电电阻，TSW为振荡周期，FSW为振荡频率，一个输出开关周期需要两个振荡周期，实际时间略长于计算值。此由于内部的比例延迟为10ns，此延迟直接加到开关周期中，还会导致定时电容的峰值过冲，有效地增加了定时电容正的峰峰电压值。此外，如果用非常小的放电电流，会增大误差，此由于CT端输入阻抗导致。推荐最大给RTD的电流为1mA，它产生CT放电电流为20mA.最大占空比D及死区时间DT由下式计算：

* 过流保护

ISL6754有两个过流保护方法提供给电源设计师。第一个是逐个周期式峰值电流保护,它提供快速的响应，逐个周期峰值电流比较结果是在反馈电流信号超过1V时，逐个减小占

空比，输出脉冲可立即停止。随着负载电流的增加，其结果是减小输出电压。ISL6754工作在连续过流条件下时没有关断。

第二个方法是慢速的平均电流的方法。它产生一个恒定的或出溃式限流，如果是电压型控制，平均过流保护还能维持变压器磁密平衡。保护半个周期的上占空比。如果为桥式拓朴，注意峰值电流限制为周期的不稳定工作。ＤＣ大电容用于电压限制将防止不稳定，并允许连续限流式工作，用足够的带宽提供给控制环的设计。

从ＣＳ超出过流限制阈值到终止输出脉冲，是由前沿消隐阶段有效的延迟，为两个延迟之和。通常为１０５ns。电流检测信号加到ＣＳ端，连接到峰值电流比较器和取样保持平均电路，在７０ns前沿消隐后电流检测信号激活，在导通时间内取样。对一个周期的平均电流定下来，由Iout端送出，同时放大了４倍，如果ＲＣ滤波器放在ＣＳ端输入，它的时间常数将不会超过５０ns，有效误差可以插入Iout。

图3示出ＣＳ信号和Iout在稳态下的关系，Iout为ＣＳ平均值的４倍，此时，ＣＳ是由外部正弦波调制的，注意Iout取样的保持电路在输出脉冲激活后终止。

Iout上的平均电流信号保持精密提供的输出电感电流仍连续，一旦电感电流成为断续，Iout为二分之一峰值电感电流而非平均电流，这种情况出现系因为取样保持电路被激活仅在开关导通期间在电感电流为０的关断时段无法检测出来。

如果平均电感电流过流限制为所需要的，Iout可用ISL6754的误差放大器工作，典型Iout经分解及滤波成为所需要的幅度，结果送到电流误差放大器，电流误差放大器很象放入多数ＰＷＭ控制器中的电压误差放大器，除非它能源出电流替代之，VERR有独立的内部１mA上拉电流源。

IEA作为集成的放大器采用内部0.6Ｖ基准。此电压加到ＦＢ端，结果信号VERR加到了PWM比较器处，并与RAMP上的锯齿电压比较，如果FB电压低于0.6Ｖ，IEA将开环，VERR若电平上由电压环决定，占空比来受影响。随着输出负载的增加，Iout也将增加，加到FB上的电压将增加，直到它达到o.6V。在这一点上，IEA将减小VERR达到所需的保持输出电流在相应的水平，当输出电流再次降到平均限流阈值以下时，IEA返回开环条件，占空比再次由电压环控制。

平均电流控制环与电压控制环相同，除非它宁可调节电流。

ISL6754上的EA也可以用作电压误差放大器，作电压反馈控制环使电流达到所要的值以上。OP-A（运算放大器）也可以用作另一个电流或电压放大器，提供给电路但不允许源出电流到VERR。外部EA必须仅能漏入电流，可用附加的二极管与输出串联来实现。

４倍增益的取样保持缓冲器允许150-1000mV范围的CS信号。它取决于的位于Iout上的电阻分压器。平均电流环的整个带宽由集成的电流EA补偿电路及分压器决定。

电流放大器EA的跨越频率，假设Ｒ６》Ｒ４//R5，有：

此处fco为跨越频率，与R4并联的电容可以提供一对极点。 平均电流环的带宽通常设在必须小于开关频率处，典型少于5KHz，常常慢到几百赫兹。如果应用在有大的浪涌时是特别有用的，平均电流环可以设置到稳态过流阈值，并有时间响应比所需要的响应时间还长，所以它不会与瞬态接口。但是对大故障的的短路时间保护还是成功的，在此用一个二级的过流保护是可行的。峰值过流行为很象多数其它ＰＷＭ控制器，如果峰值电流超出１Ｖ，立即终止输出脉冲。

如果用电压型控制在桥式拓朴中，注意峰值电流限制结束是固有的非稳定工作模式，ＤＣ大电容用于电压型桥式拓朴会使磁密变得不平衡，平均电流过流保护电路可防止这种不平衡，并保持对称的占空比给每半个周期。如果平均电流限制电路没采用，锁住过流关断的方