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瑞萨双通道同步升压控制器ISL81805调试经验分享及总结

骏龙电子 来源: 骏龙电子 2024-06-17 18:54 次阅读

作者

Daniel Liu

文章来源

Cytech Engineer

瑞萨 ISL81805 介绍

瑞萨 ISL81805 是一款双通道同步升压控制器,可产生两个独立输出或具有两个交错相位的一个输出,适用于工业和通用领域的各种应用。该控制器具有宽输入和输出电压范围,适用于电信、数据中心和计算应用。

瑞萨 ISL81805 主要特性

宽输入电压范围:4.5V 至 80V

宽输出电压范围:5V 至 80V

恒定的输出电压和输出电流 反馈回路控制

轻载效率提升

低纹波二极管仿真和突发模式操作

编程软启动

支持启动到预偏轨

可编程频率:100kHz 至 1MHz

支持级联相位共享电流交叉

外部时钟同步

时钟与精确相位角控制

PLL 或频率抖动

PGOOD 指标

输入电流监测器

在 PWM/DE/Burst 之间选择模式

准确的 EN/UVLO 阈值:±2%

低关闭电流:5μA

完整的保护:OCP,OVP,OTP 和 UVP 等功能

瑞萨 ISL81805 典型应用图

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效率 (VOUT=48V,PWM 模式)

如下图所示,当输入电压为 36V, 输出 48V/5A 时,效率可达 98%;输入电压为 24V,输出 48V/5A 时,效率可达 97%;输入电压为 12V,输出 48V/3A 时,效率可达95%。

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输出电压设定、环路调节

瑞萨 ISL81805 提供一个精度 0.8V 的内部参考电压,从输出端到地端的电阻分压器设置输出电压,将分压器的中心点连接到FB。输出电压值由以下公式确定,其中 RFBO1 为反馈分压器网络的上拉电阻,RFBO2 为连接 FB 到地的下拉电阻。

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如下图所示,需要连接在 Gm1 稳压器输出 COMP 引脚上的 RCOMP、CCOMP1 和 CCOMP2 网络来补偿环路以实现稳定运行。环路稳定性会受到许多不同因素的影响,如 VIN、VOUT、负载电流、开关频率、电感值、输出电容和 COMP 引脚上的补偿网络。对于大多数应用,22nF 是 CCOMP1 的一个很好的值。一个更大的 CCOMP1 通过提供更大的相位裕度使环路更稳定,但环路带宽较低。CCOMP2 通常是 CCOMP1 的 1/10 到 1/30 来过滤高频。

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输入平均电流监测和调节回路

瑞萨 ISL81805 具有两个电流感测放大器 (A1 和 A2),可监测两个通道的输入电流。下图显示了 ISL81805 通道 1 电流分流感测和监控电路,它与通道 2 电流检测电阻 RS_IN1 上的电压信号经 RC 滤波 RS1/CS1 和 RS2/CS2 后,送到 CS1+/CS1- 差分输入端。建议对 RS1 和 RS2 使用 1Ω 值,对 CS1 和 CS2 使用 10nF 值,以有效地抑制开关噪声,而不会显着延迟电流信号或通过运算放大器偏置引入太多误差。

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通过在 IMON1 引脚上连接电阻 RIM,将 ICS1 电流信号转换为电压信号。IMON1 引脚上的 RC 网络 (RIM1/CIM1/CIM2) 需要去除 ICS1 信号中的交流内容,以确保稳定的环路运行。IMON1 引脚的平均电压由 Gm3 调节到 1.2V,用于恒流控制。在双相应用中,内部 IMON2 信号从 IMON2 引脚断开,而内部连接到 IMON1 引脚。ICS1OFFSET 为双电流 40μA。输入恒流环设定值 (iinc1) 由如下公式计算:

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并行连接

瑞萨 ISL81805 EVAL1Z 评估板可以在菊花链设置中并行操作,如下图左、右分别显示了两、三个单元的并行布线:

264ab052-2c92-11ef-a4c8-92fbcf53809c.jpg

瑞萨 ISL81805 调试

如下图为瑞萨 ISL81805 板子实物。Four phase 1200W*2;电源规格:Vin:48V;Vout:120V,Iout:20A。

2672c4fc-2c92-11ef-a4c8-92fbcf53809c.jpg

如下为测试位置,两个电流探头分别测试电感电流:

26a08306-2c92-11ef-a4c8-92fbcf53809c.jpg

得出电感电流波形如下图所示:

26c5c774-2c92-11ef-a4c8-92fbcf53809c.jpg

以下为VIN=48V,IOUT=0A to 5A,2.5A/μs,CCM,输出电容为 Cout=800uF/250V 时的负载瞬态响应波形:

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VIN=48V,IOUT=0A to 5A,2.5A/μs,CCM,输出电容为 Cout=1600uF/250V 时的负载瞬态响应波形如下:

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电源调试经验与注意点

电源调试过程,有以下几个经验,可供参考:

1. 电流采样电阻两端的RC滤波电路,要尽可能靠近芯片引脚
2. 检查元器件参数是否符合规格,防止上电烧坏板子, 修板将花费更多的时间
3. PCB layout 很关键,电感、MOS、驱动的动态节点需要尽可能短而粗。MOS 管导通、关断的大电流环路面积尽可能小,以减小干扰
4. 输出纹波与输出电容、芯片工作频率、环路补偿有很大关系。纹波较大,此时电感电流波形通常会呈现大小不一的三角波,调试以上相应参数会有所改善

Boost 升压电路是一种常见的电路,可以将输入电压提升到更高的电压。在调试 Boost 升压电路时,需要注意以下几点:

1.确认输入电压:Boost 升压电路需要一个较低的输入电压,通常在几伏到几十伏之间。在调试时,需要确认输入电压是否符合要求。
2.确认输出电压:Boost 升压电路的输出电压应该是高于输入电压的。在调试时,需要确认输出电压是否符合要求。
3.检查电路连接:Boost 升压电路中的元件连接应该正确,没有短路或开路。在调试时,需要检查电路连接是否正确。
4.调整电路参数:Boost 升压电路中的元件参数可以影响电路的性能。在调试时,可以尝试调整电路参数,比如改变电感或电容的数值,来优化电路性能。
5.测量电路效率:Boost 升压电路的效率可以通过测量输入电流和输出电流来计算。在调试时,可以测量电路效率,以评估电路性能。
6.注意元件温度:Boost 升压电路中的元件可能会因为电流过大而发热。在调试时,需要注意元件温度,以避免元件损坏。

总结

本文介绍了简要介绍了瑞萨 ISL81805 的特性性能等,并通过电源调试,为大家分享了相关的经验和注意点。欲了解关于瑞萨更多产品和方案信息,请与骏龙科技当地的办事处联系。

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原文标题:瑞萨 ISL81805 调试经验分享及总结

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