PA-Switch系列集成控制器在小功率DC-DC变换器中的应用（二）

5．应用

5．1 DPA-Switch的选择

实际应用当中，选用何种型号的DPA-Switch，应根据变换器的最大输出功率、效率、散热以及成本等因素综合考虑。比较简便的方法是借助DPA-Switch的“输出功率－耗散功率关系表”，如表1－表3所示。

注意，上述关系表是在5V单路输出及采用肖特基二极管整流，同时DPA-Switch散热状况良好，结温低于100℃的条件下得出的。

通过表1－表3可以直观的看出，在不同的直流输入范围内，DPA-Switch的输出功率与耗散功率的关系。例如，当输入直流电压范围为36V-75V时，DPA424R在23W变换器中的典型耗散功率为1W，而DPA425R在23W变换器中的典型耗散功率仅为0.5W。由于在相同条件下DPA425R的耗散功率更低，变换器的效率能够提高大约2％。由此可知，在通常情况下，对于小功率DC－DC变换器，为了获取更高的效率，可以选用规格高一等级的控制器。

5．2 相关问题

（1）初级箝位

为了防止DPA-Switch内部开关管漏极电压受初级漏感电流的影响而超出其额定值，在初级侧需要增加箝位网络。实际当中箝位网络由齐纳二极管和小容量电容构成并跨接在初级绕组上，不但效果良好，而且成本也较低。

（2）输出整流

次级整流推荐采用肖特基二极管或同步整流结构。

（3）软启动

由于反馈环路动作需要一定的时间，变换器在启动过程中承受的应力非常大，因此DPA-Switch内部加入了软启动电路。在软启动过程中，大约经过5ms的时间，占空比才由零线性上升至DCMAX。同时，初级限流阈值也由85％上升至100％。输入电压在这段时间内逐步上升，直至反馈环路开始起作用。软启动电路有效降低了启动过程中DPA-Switch内部MOSFET、箝位电路以及输出二极管的开关应力，避免变压器饱和。另外，软启动电路还能够起到抑制输出电压过冲的作用。在某些应用场合下，可以省掉输出平滑电容。

（4）开关频率

DPA-Switch提供300KHz和400KHz两种开关频率。对于采用变压器次级直接驱动的同步整流结构，开关频率推荐采用300KHz。因为此时贮存在电感中的磁化能量更多，足以驱动MOSFET。

（5）变压器

在正激变换器设计中，推荐变压器的最大工作磁通在1500高斯左右变化，而峰值磁通密度在3500高斯左右比较合适，并应确保磁性元件，包括变压器和输出电感，在过载等极限状态下不饱和。如果为了提高变换器的效率而选用了高一等级的DPA-Switch，应将其限流阈值下调至峰值工作电流附近，一方面限制过载功率，另一方面也可减小次级元件的尺寸。

（6）空载及待机功耗

在轻载或空载状态下的“周期跳越”功能能够显著降低功耗。如果在一些应用场合不宜采用“周期跳越”功能，则需要外接预置负载。

（7）电路布局

DPA-Switch的基板在芯片设计时与内部MOSFET的源极连在一起，这样做的目的是使DPA-Switch的基板起到开关大电流功率回线的作用。因此，在电路布局时需用宽的、低阻抗印制线将DPA-Switch的基板与输入解耦电容相连。注意，DPA-Switch的Source引脚不再流过大功率电流，而只作为信号地使用。如果布局上有误，将造成工作异常。

Control引脚上的旁路电容应与Source引脚及Control引脚紧挨在一起，Source引脚与Line-Sense引脚和External Current Limit引脚之间的元件也应尽量靠近。需要注意的是，流过Source引脚的开关电流必须经过单独的印制线与输入电容相连，而不能与Control引脚、Line-Sense引脚或External Current Limit引脚上的元件共用印制线。

与Line-Sense引脚和External Current Limit引脚连接的所有印制线都应尽可能的短，并远离Drain引脚的印制线。另外，Line-Sense引脚与其外接电阻之间、Control引脚与其外接电容之间、反馈光藕与Control引脚及Source引脚之间的印制线都应尽可能的短，以避免噪声耦合干扰。