L4970A在大功率集成开关电源原理与应用

L4970A 的内部功能电路主要包括基准电压源，锯齿波发生器，内置40kHz 振荡器，欠压检测与过热保护电路，误1 工作原理

L4970A 的原理框图如图1 所示(注：引脚序号适用于L4970A/ 4975A/ 4977A) 。其内部功能电路主要包括基准电压源，锯齿波发生器，内置40kHz 振荡器，欠压检测与过热保护电路，误差放大器，比较器，PWM锁存器， 或非门， 触发器(由两级或门构成) , 驱动级，DMOS 开关功率管， 限流比较器， 软启动电路，掉电复位电路。其中内部基准电压源能输出两路基准电压，一路是VREF = 5.1V，供设定输出电压V0 值用;另一路为VSTART = 12V ,它与自举电路相配合，可将驱动级的电源电压提升12V。误差放大器的开环电压增益AVO> 60dB， ,电源电压抑制比PMRR = 80dB， ,输入失调电压为2mV。

图1 　L4970A 原理框图

1. 1 PWM控制环路

PWM控制环路的工作原理是：首先把反馈输入电压与5. 1V 基准电压进行比较，产生误差电压Vr;再将Vr 与锯齿波电压VJ 作比较，获得固定频率的脉冲调制信号，经驱动级驱动DMOS 功率管，最后利用由L 、VD、C 构成的降压式输出电路，得到稳定的输出电压。图1 中，将同步输入信号加到锯齿波发生器上，目的是提供一个前馈信号，使器件在很宽的输入电压范围内具有良好的稳压性能。下面重点介绍限流电路及复位和掉电电路的工作原理。软启动电路的原理与L4960 完全相同。

1. 2 限流保护电路

限流保护电路由限流取样电阻RS (芯片内部的金属丝电阻) 和限流比较器所组成。当输出电流超过最大限流值ISM (L4970A 为13A) 时，限流比较器就输出高电平，将触发器置1 ,再经过或非门变成低电平，使驱动级和DMOS 功率管截止。仅当内部40kHz 振荡器的时钟脉冲CL1 来到时，才能把触发器置O ,DMOS 管重新导通。发生过载后，保护电路可使L4970A 系列保持恒定的电流输出， 并且把开关频率从正常时的200kHz 降至40kHz ,保护芯片不受损坏。

2 应用电路

2. 1 典型应用电路

L4970A 的典型应用电路如图2 所示。

图2 　L4970A 的典型应用电路

2. 2 其他应用电路

由L4970A 构成的5. 1V/ 10A 固定输出开关电源电路如图3 所示。

图3 　5. 1V/ 10A 开关电源

3 结束语

大功率单片集成开关稳压电路的使用，使开关电源整机使用元件大为减少，直接提高了开关电源的性能及可靠性。随着这种电源电路使用的普及，开关电源技术和性能将会产生一个新的飞跃。