介绍

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字伺卞
5 years ago
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1 脉宽调制灯光亮度调节器集成电路介绍是双极工艺的脉宽调制集成电路, 驱动一个 N 沟道功率 MOSFET 场效应管, 用于高电位开关控制电路是理想的灯光亮度 ( 明暗 ) 控制集成电路例如 : 应用在仪表板上 ( 替代 U6083B) 附录中的驱动一个 P 沟道功率 MOSFET 场效应管, 可用于 24V 电路特点脉宽调制时钟频率高达 2kHz 短路掉载过压和 V S 电源反接保护占空比 18% 到 100% 连续可调自动减缓灯电压脉冲变化斜率系列信息封装 SOP8 DIP8 说明管装, 编带, 无铅管装, 无铅干扰和故障保护符合 VDE 0839 和 ISO/TR 7637/1 电荷泵噪声抑制地线断路保护方框图电流监测 + 短路检测 RC 振荡器电荷泵 PWM 逻辑模块控制输入输出占空比范围 % 占空比减少电压检测电压转换率控制图 1. 电路内部方框图地共 11 页第 1 页

2 管脚描述管脚缩写功能 1 V S 电源电压 2 GND 芯片地 3 V I 控制输入 ( 占空比 ) 4 Osc 振荡器 5 Delay 短路保护延时 6 Sense 电流检测 7 2V S 电压倍增 8 Output 输出功能描述管脚 1, 电源电压 V S 或 V Batt 过电压检测状态 1: 如果过压 V Batt > 20 V ( 典型值 ), 外部晶体管被关断, 直到 V Batt < 18.5 V ( 滞后 ),. 重新导通状态 2: 如果 V Batt > 28.5 V ( 典型值 ), 集成电路的电压限制功能会将 V s = 26 V 降到 20 V 并将外接的晶体管栅极保持在当前集成电路的地电位, 这样当出现过电压脉冲时 ( 例如 : 掉载 ), 会在 FET 和灯之间均衡分配电压短路保护不工作约在 V Batt < 23 V, 过压检测 ( 状态 2) 的功能终止因此在过压检测状态 2 期间, 灯电压 V Lamp 的数值, 计算如下 : V Lamp = V Batt V S V GS V S = 过电压检测状态 2 的芯片电源电压 V GS = FET 的栅 - 源电压欠压检测当电压 V Batt 近似 < 5.0 V, 则外部 FET 被关断, 短路检测的锁定被复位当电压 V Batt 近似 5.4 V, 经过一定延迟后,FET 重新开启共 11 页第 2 页

3 管脚 2,GND 地线开路为了在地线开路时保护 FET, 建议在栅极和源极之间并联一个 1MΩ 电阻, 保证 FET 处于可靠的关断状态管脚 3, 控制输入脉冲宽度由一个外接电位器 (47kΩ) 调节 ( 旋转角度对应于占空比 ) 呈现为线性特征占空比可以从 18% 调整到 100% 通过电阻 R 1 和 R 2, 可以限制占比空的调节范围 ( 参见图 3) 为了降低 FET 的功率损耗和延长灯泡的寿命如果电源电压超过 V 2 =13V, 集成电路自动减少管脚 8 的最大占空比管脚 3 相对于 V Batt (V Batt 16.5V 到地 ), 都具有短路保护功能管脚 4, 振荡器振荡器决定输出电压的频率这取决于外接电容器 C 2 它由一个恒流源充电 I 直到高转换门限然后第二个恒流源激活, 以双倍电流 (2 I) 从充电电流中分流这样, 电容器 C 2 以电流 I 放电, 直到低转换门限然后, 第二恒流源关断, 重新开始这个过程振荡频率计算举例 : 转换门限 V T100 = 高转换门限 (100% 占空比 ) V T100 = V S α 1 = (V Batt I S R 3 ) α 1 V T<100 = 高转换门限 (< 100% 占空比 ) V T<100 = V S α 2 = (V Batt I S R 3 ) α 2 V TL = 低转换门限 V TL = V S α 3 = (V Batt I S R 3 ) α 3 说明 :α 1, α 2 和 α 3 是固定值计算举例用下列给出的数据, 计算上述的门限电压为 : V Batt = 12 V, I S = 4 ma, R 3 = 150 Ω, α 1 = 0.7, α 2 = 0.67 and α 3 = V T100 = (12 V 4 ma 150Ω ) V 共 11 页第 3 页

4 V T<100 = 11.4 V 0.67 = 7.6 V V TL = 11.4 V 0.28 = 3.2 V 振荡器频率有三种状态 : 1) 占空比 = 100% 的 f 1, 无斜率减缓电容 C 4 ( 参见图 3) 当 C 2 = 68 nf, I osc = 45 μa, f 1 =... = 75 Hz 2) 占空比 < 100% 的 f 2, 无斜率减缓电容 C 4 当 C 2 = 68 nf, I osc = 45 μa, f 2 =... = 69 Hz 3) 占空比 < 100% 的 f 3, 有斜率减缓电容 C 4 ( 参见页 4 输出斜率调整 ) 当 C 2 = 68 nf, C 4 = 1.8 nf, I osc = 45 μa, f 3 =... = 70 Hz 根据 C 2 和 C 4 取值不同, 可以有许多种振荡频率, 从 10 到 2000Hz, 如数据表所示输出变化率调整通过限制 PWM 比较器的电压增益, 在内部限制灯电压变化斜率, 减缓射频干扰这样, 灯电压升高同比与振荡器电压增加, 转换时间计算如下 dv 8 /dt = α 4 dv 4 /dt = 2 α 4 f (α 2 α 3 ) (V Batt I S R 3 ) 当 f = 75 Hz, V TX = V T < 100 and α 4 = 63, 可以得到 : dv 8 /dt = Hz ( ) (12 V-4 ma 15Ω ) = 42 V/ms 经外接电容器 C 4, 斜率减少如下 : dv 8 /dt = I OSC / (C 4 + C 2 /α 4 ) 当 I OSC = 45 μa, C 4 = 1.8 nf, C 2 = 68 nf, 且 α 4 = 63 则 dv 8 /dt = 45 μa/ (1.8 nf + 68 nf/63) = 15.6 V/ms 针对阻尼振荡现象, 建议使用一个 100Ω 电阻与电容 C 4 串联共 11 页第 4 页

5 干扰抑制符合车载无线电接收 VDE0879 部分的 3/4.81 试验条件参考图 2 应用电路按照图 1 或 3. 负载 : 九个 4W 灯并联占空比 = 18%, 电源 V Batt = 12 V 振荡频率 f OSC = 100 Hz 图 2. 车载无线电接收电压波谱管脚 5 和管脚 6 短路保护和电流检测 1. 短路检测和延迟时间 t d 灯电流检测依靠一个外接分流电阻如果灯电流超过短路检测电路的门限值 (V T2 90mV), 开关转换的占空比为 100%, 并且电容 C 5 由一个 I ch -I dis 电流源充电外接 FET 在到达截止门限值 V T5 之后关断只有在电源开关复位后,FET 重新接通电流源 I dis, 保证电容器 C 5 不会由寄生电流充电延迟时间 t d 如下 : t d = C 5 V T5 / (I ch I dis ) 当 C 5 = 100 nf 和 V T5 = 10.4 V, I ch =13 μa, I dis = 3 μa, 则有 : t d = 100 nf 10.4 V/ (13 μa 3 μa) t d = 104 ms 2. 电流限制为了保护外接功率晶体管, 由一个控制放大器限制灯电流通过一个外接分流电阻两端电压降作为被测变量电流限制发生在电压降 V T1 100 mv 时由于差值 V T1 -V T2 10mV, 只有当短路检测电路有反应时才能确保电流限制出现在电源 - 开关复位以后, 在半个振荡周期这个输出不工作这段时间内, 电源电压电容器被充电, 用以保证当芯片第一次接通时, 如果万一短路, 保证电流限制动作共 11 页第 5 页

6 引脚 7 和 8, 电荷泵与输出管脚 8( 输出 ) 用于控制功率 MOSFET 场效应管在有效工作期间, 运算放大器的供电电流主要由电容器 C3( 自举 ) 供给另外, 由一个集成的振荡器 (f7 400 khz) 和一个倍压电路产生一个慢充充电电流这保证了占空比为 100% 时的栅极电压供应绝对最大值参数符号数值单位结温 Tj 150 环境温度范围 Tamb 40 to +100 储存温度范围 Tstg 55 to +125 热阻参数符号数值单位连接环境 RthJA 120 K/W 共 11 页第 6 页

7 电参数 T amb = , V Batt = V, ( 在 6.0 V 至 9.0 V 之间基本功能保证 ) 参考点为地, 除非另有说明见图 1, 所有其他数据参考管脚 GND( 管脚 2) 参数试验条件 / 管脚符号最小值标准值最大值单位电流消耗管脚 1 I S 7.9 ma 电源电压过电压检测, 阶段 1 V Batt 25 V 稳定电压 I S = 10 ma 管脚 1 V S V 电池欠压检测电池过电压检测状态 1: 状态 2: 检测状态 2 on off on off on off V Batt V Batt V Batt 稳定电压 I S = 30 ma 管脚 1 V S V 短路保护管脚 6 短路电流极限 V T1 = V S V 6 V T mv V V V 短路检测 V T2 = V S V 6 V T V T1 - V T mv 短路检测定时器, V Batt =12V 管脚 5 关断阀值 V T5 = V S V 5 V T V 充电电流 I ch 13 μa 放电电流 I dis 3 μa 电容电流 I 5 = I ch -I dis I ma 电压倍增管脚 7 电压占空比 100% V 7 2V S 振荡频率 f khz 内部电压限制 I 7 = 5 ma ( 当为低 ) V V S +14 V S +15 V S +16 V 共 11 页第 7 页

8 上升斜率电参数 ( 续 ) 参数试验条件 / 管脚符号最小值标准值最大值单位 dv 8 /dt = α 4 dv 4 /dt dv 8 /dt max 栅极输出管脚 8 电压电流占空比振荡器低电平 V Batt = 16.5 V T amb =110, R 3 =150 Ω 高电平 l, 占空比 100% α V 8 V 8 = 低电平 1.0 I8 V 8 = 高电平 l, I 7 > I Min: C 2 = 68 nf Max: V Batt 12.4 V V Batt =16.5V, C 2 = 68 nf V *) 频率管脚 4 f Hz 周期门限值低高 t p /T V 8 = 高 α 1 = V T100 /V S α V 8 = 低 α 2 =V T <100 /V S α α 3 = V TL /V S α 振荡器电流 V Batt = 12 V ±I osc μa 频率 C 4,C 2 =68nF 占空比 = 50% V/ms V ma f Hz % *) 参考点是电源地共 11 页第 8 页

9 应用电路图 3. 应用电路图共 11 页第 9 页

10 封装信息 DIP8 单位 :mm SOP8 单位 :mm 共 11 页第 10 页

11 附录是的应用改进产品, 用于驱动一个 P 沟道功率 MOSFET 场效应管, 适用低电位开关控制电路除输出控制功能外, 其它功能和电参数与相同应用电路图外围电路元件值 R1 4.7KΩ C1 22μF/63V R2 430Ω C2 68nF R3 180Ω 12V C3 100nF 2.2KΩ 24V C4 10nF R4 1MΩ C5 680nF R S 30mΩ 12V T IRF mΩ 24V 串联 R5C5 可选择使用, R5 100Ω 用于预防自激共 11 页第 11 页

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adsd HS8108 电脑开关电源控制器概述 : HS8108 是 PWM 开关电源控制器, 主要用于台式 PC( 个人电脑 ) 的开关电源部分 HS8108 能够提供开关电源所有的控制和保护功能 : PWM 脉宽调制及推挽输出, 具有过压欠压过流过功耗远程控制 AC 掉电保护等功能, 两个内嵌的精密 431 调节器用作稳定 5V 辅助电源和 33V 输出电压, 内嵌的精密振荡器可以保证各种延时的精确性