特征

0.7A直流輸出電流

2.9 V至18 V輸入電壓

輸出電壓可從0.6 V調(diào)節(jié)

250 kHz開關(guān)頻率，可編程高達1 MHz

內(nèi)部軟啟動和抑制

低壓差運行：100%占空比

電壓前饋

空載電流運行

過流和熱保護

VFQFPN8 3 x 3 mm包裝

應(yīng)用

消費者：機頂盒、DVD、DVD刻錄機、汽車音頻、液晶電視和顯示器

工業(yè)：充電器、PLD、PLA、FPGA

聯(lián)網(wǎng)：XDSL、調(diào)制解調(diào)器、DC-DC模塊

計算機：光盤存儲、硬盤，打印機、聲卡/顯卡

LED驅(qū)動

說明

L5980是降壓開關(guān)調(diào)節(jié)器最小嵌入功率AMOSFET，因此它能夠提供超過0.7A的電流負載的直流電流取決于應(yīng)用條件。輸入電壓范圍從2.9伏到18伏，而輸出電壓可以從0.6 V至VIN。最小輸入電壓為2.9V，該裝置也適用于3.3V母線。需要最少的外部組件，該裝置包括一個內(nèi)部250 kHz開關(guān)外部頻率振蕩器調(diào)整到1兆赫。帶外露墊的FVQFPN包允許減少到大約60°C/W。

電氣特性

1.在-40至+125°C的溫度范圍內(nèi)，參考TJ的規(guī)范。溫度范圍為-40至+125°C的規(guī)范為通過設(shè)計、表征和統(tǒng)計相關(guān)性來保證。

2.設(shè)計保證。

功能描述

L5980基于“恒頻控制模式”。輸出電壓VOUT由反饋引腳（FB）與提供一種誤差信號，與固定頻率的鋸齒波相比，它控制電源開關(guān)。主要的內(nèi)部模塊如圖3中的框圖所示。他們是：一種全集成振蕩器，提供鋸齒波來調(diào)節(jié)占空比和同步信號。其開關(guān)頻率可通過外部和外部調(diào)節(jié)電阻器。實現(xiàn)了電壓和頻率的前饋。z軟啟動電路，以限制啟動階段的涌入電流。電壓模式誤差放大器脈沖寬度調(diào)制器和驅(qū)動內(nèi)部電路所需的相關(guān)邏輯電路電源開關(guān)。嵌入式p溝道功率MOSFET開關(guān)的高壓側(cè)驅(qū)動。z峰值電流限制感應(yīng)塊，用于處理過載和短路情況。z A調(diào)壓器和內(nèi)部基準(zhǔn)。它提供內(nèi)部電路并提供固定內(nèi)部參考。一種電壓監(jiān)測電路（UVLO），用于檢查輸入和內(nèi)部電壓。熱關(guān)機塊，防止熱失控。

振蕩器和同步

圖4顯示了振蕩器電路的框圖。內(nèi)部振蕩器提供恒頻時鐘。其頻率取決于外部連接到FSW的電阻器別針。如果FSW引腳保持浮動，則頻率為250 kHz；它可以增加為如圖6所示，由外部電阻器接地。為了提高線路暫態(tài)性能，使PWM增益與輸入保持恒定電壓，電壓前饋是通過改變鋸齒的斜率來實現(xiàn)的根據(jù)輸入電壓的變化（見圖5.a）。如果振蕩器頻率增加外部電阻器。這樣就實現(xiàn)了頻率前饋（圖5.b），以便使PWM增益與開關(guān)頻率保持恒定（PWM增益見第5.4節(jié)表達式）。在同步管腳上產(chǎn)生同步信號。此信號的相移為與時鐘成180°角。當(dāng)兩個設(shè)備同步時，這個延遲很有用將同步引腳連接在一起。連接同步管腳時，設(shè)備較高的振蕩器頻率作為主設(shè)備，因此從設(shè)備在頻率上進行切換但延遲了半個周期。這樣可以最大限度地減小電流的均方根值通過輸入電容器[見L5988D數(shù)據(jù)表]。

該裝置可以同步工作，以更高的頻率饋送外部時鐘信號。同步改變鋸齒波振幅，改變脈寬調(diào)制增益（圖5.c）。在研究環(huán)路穩(wěn)定性時，必須考慮這種變化。為了使PWM增益的變化最小，應(yīng)設(shè)置自由運行頻率（使用FSW引腳上的電阻）僅略低于外部時鐘頻率。這個預(yù)調(diào)整頻率的變化會改變鋸齒斜率，以獲得可忽略的截斷鋸齒，由于外部同步。

軟啟動

軟啟動是保證降壓變流器正確、安全啟動的關(guān)鍵。它避免了勵磁涌流沖擊，使輸出電壓單次上升。軟啟動是通過在錯誤的非反轉(zhuǎn)輸入（VREF）上的階梯斜坡來執(zhí)行的放大器。所以輸出電壓轉(zhuǎn)換率為：

其中，SRVREF是非逆變輸入的轉(zhuǎn)換率，而R1和R2是電阻分壓器調(diào)節(jié)輸出電壓（見圖7）。軟啟動樓梯包括64個臺階從0 V到0.6 V，每個9.5 mV。一個步驟的時基為32個時鐘周期。所以軟啟動時間和輸出電壓轉(zhuǎn)換率取決于開關(guān)頻率

例如，開關(guān)頻率為250 kHz時，SSTIME為8 ms。

誤差放大與補償

誤差放大器（E/A）提供與鋸齒波比較的誤差信號執(zhí)行脈沖寬度調(diào)制。它的非逆變輸入在內(nèi)部連接到0.6V電壓基準(zhǔn)，而其逆變輸入（FB）和輸出（COMP）是外部可用的用于反饋和頻率補償。在這個裝置中，誤差放大器是一個電壓模運算放大器具有高直流增益和低輸出阻抗。無補償誤差放大器特性如下：

在連續(xù)傳導(dǎo)模式（CCM）中，功率段的傳遞函數(shù)有兩個由LC濾波器產(chǎn)生的極點和由輸出電容器的ESR產(chǎn)生的零點。不同的根據(jù)輸出的ESR值，可以使用各種補償網(wǎng)絡(luò)電容器。如果輸出電容器引入的零點有助于補償LC濾波器的雙極可采用II型補償網(wǎng)絡(luò)。否則，類型必須使用補償網(wǎng)絡(luò)（有關(guān)補償網(wǎng)絡(luò)選擇）。無論如何，補償循環(huán)的方法是引入零來獲得一個安全的相位裕度。

過電流保護

L5980實現(xiàn)過電流保護感測流過功率MOSFET。由于功率MOSFET開關(guān)活動產(chǎn)生的噪聲，電流感應(yīng)在傳導(dǎo)時間的初始階段被禁用。這樣可以避免錯誤地檢測到故障狀態(tài)。這個間隔通常被稱為“掩蔽時間”或“空白時間”。掩蔽時間約為200ns。當(dāng)檢測到過電流時，根據(jù)操作條件。

1.輸出電壓調(diào)節(jié)。當(dāng)檢測到過電流時，功率MOSFET關(guān)閉和內(nèi)部參考（VREF），這將使誤差放大器設(shè)置為零，并在軟啟動時間（TSS，2048）內(nèi)保持此狀態(tài)時鐘周期）。在這段時間之后，一個新的軟啟動階段發(fā)生，內(nèi)部引用開始傾斜（參見圖8.a）。

2.軟啟動階段。如果達到過電流限制，功率MOSFET關(guān)閉實現(xiàn)了逐脈沖過流保護。在軟啟動階段，在過流情況下，器件可以跳過脈沖以保持輸出電流常數(shù)等于電流限制。如果在“掩蔽時間”結(jié)束時當(dāng)電流高于過電流閾值時，功率MOSFET被關(guān)斷會跳過一個脈沖。如果，在下一次“掩蔽時間”結(jié)束時電流仍高于閾值，裝置將跳過兩個脈沖。這個這種機制是重復(fù)的，設(shè)備可以跳過多達7個脈沖。如果在最后在“屏蔽時間”中，電流低于過電流閾值的數(shù)量跳過的周期減少一個單位。在軟啟動階段結(jié)束時，輸出電壓處于調(diào)節(jié)狀態(tài)，如果過電流持續(xù)存在，則會出現(xiàn)上述行為發(fā)生了。（見圖8.b）因此，過電流保護可以概括為在軟啟動階段，輸出處于調(diào)節(jié)狀態(tài)，電流恒定。如果輸出是輸出電壓調(diào)節(jié)時對地短路，過電流觸發(fā)該設(shè)備在“打嗝”（電源）之間以2048個時鐘周期開始循環(huán)MOSFET關(guān)斷，對負載無電流）和“恒流”，具有非常短的接通時間和開關(guān)頻率降低（高達正常開關(guān)頻率的八分之一）。看到了嗎圖30。短路行為。

抑制功能

禁止功能允許將設(shè)備。帶INH引腳高于1.9 V該裝置被禁用，功耗降低到30μA以下引腳低于0.6 V，設(shè)備啟用。如果INH引腳保持浮動，則內(nèi)部上拉確保引腳上的電壓達到抑制閾值，并且設(shè)備被禁用。該引腳也兼容VCC。

滯后熱關(guān)機

熱關(guān)機模塊會產(chǎn)生一個信號，該信號會關(guān)閉連接處的功率級溫度超過150°C。一旦結(jié)溫回到130°C左右，設(shè)備在正常運行時重新啟動。傳感元件非常靠近PDMOS因此，確保了準(zhǔn)確和快速的溫度檢測。

申請信息

輸入電容器選擇

連接到輸入端的電容器必須能夠支持最大輸入設(shè)備所需的工作電壓和最大均方根輸入電流。輸入電容器受到脈沖電流的影響，其均方根值在其ESR上消散，影響整個系統(tǒng)的效率。所以輸入電容器的電流額定值必須高于最大有效值輸入電流和ESR值符合預(yù)期效率。流經(jīng)電容器的最大有效值輸入電流可計算為：

式中，Io為最大直流輸出電流，D為占空比，η為效率。考慮到η=1，該函數(shù)在D=0.5時有一個最大值，它等于Io/2。在特定應(yīng)用中，必須考慮可能的占空比范圍，以便找出最大均方根輸入電流。最大和最小占空比可以是計算公式：

其中，VF是續(xù)流二極管上的正向電壓，VSW是通過的電壓降內(nèi)部PDMOS。在表6中。適用于該裝置的多層陶瓷電容器報告

感應(yīng)器選擇

電感值固定流過輸出電容器的電流紋波。所以必須選擇最小電感值以獲得預(yù)期的電流紋波。固定電流紋波值的規(guī)則是使紋波在輸出電流的20%-40%。電感值可按下式計算：

式中，TON為內(nèi)部高壓側(cè)開關(guān)的導(dǎo)通時間，TOFF為導(dǎo)通時間外部二極管的時間（在CCM中，F(xiàn)SW=1/（TON+TOFF））。最大電流紋波，在固定Vout在最大TOFF（最小占空比）下獲得（見上一節(jié)計算最低關(guān)稅）。因此，將ΔIL=最大輸出電流的20%至40%，則最小電感值可計算：

其中FSW是開關(guān)頻率，1/（TON+TOFF）。

例如，VOUT=3.3 V，VIN=12 V，IO=0.7 A，F(xiàn)SW=250 kHz，最小值ΔIL=30%IO的電感值約為45μH。峰值電流由電感器給出：

因此，如果電感器值減小，峰值電流（必須低于電流設(shè)備限制）增加。電感值越高，平均值越高在沒有達到電流限制的情況下可以輸出的電流。下表列出了一些電感器零件號。

電容器輸出選擇

電容器中的電流呈三角形波形，產(chǎn)生電壓紋波穿過它。這種紋波是由電容元件（輸出的充放電）引起的電容器）和電阻元件（由于ESR上的電壓降）。所以必須選擇輸出電容器以使電壓紋波符合應(yīng)用要求。電壓紋波的數(shù)量可以從獲得的電流紋波開始計算由感應(yīng)器選擇。

如果阻性元件的紋波通常比電容性元件高得多所采用的輸出電容器不是ESR很低的多層陶瓷電容器（MLCC）價值觀。輸出電容器對環(huán)路穩(wěn)定性也很重要：它固定了雙LC濾波器極和零是由于它的ESR。第5章將說明如何考慮其效力系統(tǒng)穩(wěn)定性。例如，當(dāng)VOUT=3.3V，VIN=12V，ΔIL=0.21A（由電感器值產(chǎn)生），in為了使ΔVOUT=0.01·VOUT，如果采用多層電容器，則為10μF可以忽略ESR對輸出電壓紋波的影響。如果沒有可忽略的ESR（電解或鉭電容器），電容器的選擇考慮計算其ESR值。因此，在ESR=40 mΩ的100μF的情況下壓降占主導(dǎo)，電壓紋波為8.4mv輸出電容器對于負載瞬態(tài)時維持輸出電壓也很重要負載要求具有高的回轉(zhuǎn)率。當(dāng)負載瞬態(tài)轉(zhuǎn)換率超過系統(tǒng)帶寬輸出電容器為負載提供電流。所以如果高回轉(zhuǎn)速率負載瞬態(tài)是應(yīng)用場合要求的輸出電容和系統(tǒng)帶寬必須選擇以維持負載瞬態(tài)。下表列出了一些電容器系列。

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