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2023-11-23
L6598功能特点：全面解析
【摘要】：L6598是PWM转换控制IC，内部结构如图3-15所示，它受脱线电源的控制，可用于驱动MOS管或IGBT，用在半桥拓扑中可提供压控振荡、软启动、运算放大等功能。L6598具有精确的电压控制振荡器和软启动频率转移功能，可用于电容升压、窄脉宽驱动等特殊场合，也可在低电压、大电流的负载下，提供变频或频率抖动服务。
L6598是PWM转换控制IC，内部结构如图3-15所示，它受脱线电源的控制，可用于驱动MOS管或IGBT，用在半桥拓扑中可提供压控振荡、软启动、运算放大等功能。控制IC可通过元器件与高压连接，它也能工作在低电压。L6598具有精确的电压控制振荡器和软启动频率转移功能，可用于电容升压、窄脉宽驱动等特殊场合，也可在低电压、大电流的负载下，提供变频或频率抖动服务。
1.L6598工作原理
当IC电压达到欠电压锁定（UVLO）的阈值时，IC将启动欠电压保护。供电电压来到阈值之前，两只半桥功率管将驱动器的低阻抗槽路切断，开路进入正常运行，在第一个半周期中，高边驱动器有效，压控振荡器工作处于设计正常的频率，同时IC提供软启动功能。在IC4的1脚接入一延时电容C34，它控制启动时间，振荡器通过高边、低边栅极驱动来控制外部MOS管VT7、VT8，以保持450mA源极输出电流和250mA漏极输入电流，此电路允许不同功率的MOS管驱动，得以保持开关快速转换，这样使两只功率器件工作在零电压开关模式下。建立死区时间典型值是300ns。PWM转换会在这个时间完成。
2.软启动和振荡频率
软启动和振荡频率是L6598的两个主要参量，在软启动时间内，电流Iss给电容C34充电，将一个电压斜坡送到放大器，然后电压信号转换为电流信号，再去驱动振荡器，这就是软启动的全过程。对C34充电电流的计算如下：
式中，Ifmin为振荡器的最低电流，Ifmin=VREF/Rfmin；Ifstart为振荡器的起始电流，Ifstart=VREF/Rfstart；VREF是振荡器的标准电压，VREF=2V。
在启动时t=0，L6598振荡器的起始振荡频率fstart的计算如下：
上式只是定性地对充电电流和振荡频率进行分析。在这种方法中，软启动时间是不变的，它仅依赖于电容C34。充电电压Vc从峰值到振荡器频率波谷值约等于2.65V，在正常工作条件下，振荡器的振荡频率近似值为
3.跟随升压
输出高电压是由升压电路获得的，它是将整流输出的脉动电压传输给超快速恢复二极管的自举电容充电，PFC调制脉冲加到开关管，以较大的占空比使开关管的漏极输出高电压，这个电压输送到芯片内部充电泵。升压二极管的加入是为防止电流从输出倒回到电源输入端。这样，跟随升压式驱动电路增加了电压降，该电压落后于电容C的充电电压，随着频率增加，输出电压随之上升，考虑到振荡电源中电流所增加的开关频率，应增加开关管外部电阻R9的阻值。
4.谐振在电路中的重要性
谐振对于减少高频电磁干扰、提高电源效率是PWM转换最好的方法。谐振转换是利用电路寄生参数，根据波形与非谐振方式来区分。谐振谐波含有梯形波和正弦振铃波。所以谐振转换技术可以拓扑到降压式（Buck）、升压式（Boost）、串联式（Cuk）及并联式（Sep-ic）等多种变换型式。
谐振变换器采用光的网络谐振并与零电流、零电压开关兼容，适用范围极为广泛。我们知道零电流、零电压开关拓扑可以缓冲高压应力、提高效率、降低损耗，是一种先进的技术。
半桥式拓扑的设计应用，以50%的占空比工作在变频状态中，输出参数的控制将由改变频率的方法来完成。隔离的LCL变换器如图4-33所示，它是利用变压器从主回路向电源的负载充电，再由电容C的放电来完成电能转换传递，是连续式谐振变换器最容易实现的一种电源拓扑。谐振电路包括电容和电感。这个电感是变压器一次绕组里的漏感，也叫寄生电感。图4-34可看到网络电路，图中漏感Lres1、变压器一次电感Lmag、Lstar和谐振电容Cres串联组成，把漏感Lres1和磁化电感Lmag叫做激励漏感Lres2。Cos是输出与地之间等效电容，也就是开关管的D-S结电容与电路分布电容之和，Cres远大于Cos，这就是谐振所涉及的软开关状态运行要素，是电路谐振的一个主要参量。
5.频率调整和频率改变的工作原理
谐振是利用改变频率来调整输出到负载的电能，负载电阻是变压器二次侧以及二次侧传递到一次侧的阻抗。阻抗的变化很大，它可以监测作为频率函数的导纳变化。为了对应不同的阻抗负载有两种谐振数值：一个是低频率段的磁化电感Lmag，这是负载开路的感抗；另一个是串联电感Lstar。两种谐振均在电能传输控制工作范围内。磁化电感Lmag很高，它流经电感上的电流很小，大电流将出现在谐振频率峰值上，而低于谐振峰值以下的频率，将失去谐振频谱下的峰值高频，以强化谐振频谱，使它站在谐振频谱上，让它尽可能接近谐振点工作。事实证明，两个功率开关管的任何一个的关闭时间不能太短，也就是频率调整率不能太低，只有较高的频率调整率才能使改变频率的范围较宽，才可保证有条件实现零开关传输电能的功能，否则难以实现。
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