90º≦Φboost≦180º→TypeⅢ控制
HV9911为基础的LDE升压驱动电路通常并不需要TypeⅢ控制,所以此篇不讨论Ⅲ控制。HV9911 TypeⅠ及TypeⅡ控制的使用,请参考表1。
TypeⅠ控制的设计相当简单,只要调整CC即可,因为交越频率的回路增益之振幅为1
(公式4)Rs•Gm•(2πfcCc)•1/15•1/Rcs•Aps=1
由上述等式,若其它参数值已知Cc的电容值可计算出。
TypeⅡ控制的等式需被设计如下:
(公式5)K=tan(45?+Φboost/2)
(公式6)ωz=1/RzCz=2πfc/K
(公式7)ωp=Cz+cZ=(2πfc)•K
可得到交越率的回路增益之振幅为1的等式如下:
(公式8)
同时解等式(1-6)(1-8)可计算出Rz,Cz及Cc的值。
■利用芯片实际设计出驱动电路
表2驱动电路设计参数表
图8 驱动电路设计参考
步骤一选择开关频率(fs)
对于低压应用(输出电压<100V),中等功率输出(<30w),开关频率设为200kHz(时间周期为5ms),对于开关损失以及外部零件的大小来说是个不错的折衷方案。若是更高的电压应用或更高的输出功率,则考虑外部的开关FET的功率损失,就必须降低开关频率。
步骤二计算最大开关周期(DMAx)
最大的开关周期可以使用以下方程式计算:
(公式9)
注意:如果Dmax>0.85,升压比例太大,则升压电路无法操作在连续导通模式而会操作在不连续导通模式,以达到所需的升压比例。
步骤三计算最大电感电流(Iinmax)
最大电感电流为(公式10)
步骤四计算输入电感量(L1)
输入电感可以最低的输入电压操作下的电感电流25%计算,如下式
(公式11)
选择标准电感量220uH,为达到于最低输入电压的操作时之的效率为90%,则电感的损失约为总输出功率的2∼3%,使用3%计算电感损失。
(公式12)PINd=0.03•Voman•Iove=0.84w
假设80%-20%各别为电感的铜损及铁损,则电感的等效直流电阻,必须小于
(公式13)
电感的饱和电流至少需大于最大电感电流20%。
(公式14)
因此电感为220uH,DCR值约0.3Ω,电感饱和电流需大于2A。但是必须注意,选择电感的有效电流等于Iinmax(虽然可能无法符合效率的要求)但仍可获得可接受的结果。