L6599功能(中文)

L6599

高压谐振控制器

特征

? 50%占空比，谐振半桥变频控制 ? 高精度振荡器

? 高至500kHz的工作频率 ? 两级过流保护：变频和停机闭锁 ? 与PFC控制器的接口 ? 自锁禁止输入 ? 轻载脉冲工作模式

? 上电/断电顺序或欠压保护输入 ? 单调输出电压上升为非线性软启

动

? 整合了一个能够承受600V以上电压的高压浮动结构和一个同步驱动式高压

横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件，节省了一个外部快速恢复自举二极管

? 用低电压下拉方式为两个栅驱动器提供一个输出电流0.3A和灌入电流0.8A

的典型峰值电流处理能力。 ? DIP-16，SO-16N两种封装

序号编码 器件编码 L6599D L6599DTR L6599N 封 装 SO-16N SO-16N DIP16 包 装 管装 卷带 管装 特征

? 液晶电视和等离子电视的电源 ? 台式电脑和初级服务器 ? 电信设备开关电源 ? 交直流适配器的开关电源

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框图

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目录

1 驱动描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 2 引脚设置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.1 引脚排列 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 2.2 引脚功能说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3 典型系统框图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 4 电气数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4.1 极限参数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 4.2 热相关数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

5 电气参数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 6 典型的电气性能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 7 应用资料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

7.1 振荡器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 7.2 工作在空载或非常轻的负载状态 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 7.3 软启动 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 7.4 电流检测，过流保护和过载保护 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 7.5 闭锁关机 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 7.6 LINE检测功能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 7.7 自举部分 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 7.8 应用实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

8 封装外形尺寸 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 修订记录 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1 驱动描述

L6599是一个用于谐振半桥拓扑电路的精确的双端控制器。它提供50%的占空比：在同一时间高端和低端180°反相。

输出电压的调整是通过调整工作频率来实现。在高低端开关管的开关之间插入一个固定的死区时间来保证软开关的实现和能够工作于高频开关状态。

用自举方法驱动高端开关，IC整合了一个能够承受600V以上电压的高压浮动结构和一个同步驱动式高压横向双扩散金属氧化物半导体(DMOS)器件，节省了一个外部快速恢复自举二极管。

集成电路使设计师通过一个外部可设定的振荡器来设置转换器的工作频率范围。

启动时，为防止开机涌流，开关频率从一个可设定的启动极限频率逐步降低，直到控制回路达到稳定值为止。这个频率变化是非线性的，它将输出电压过调降到最低限度；启动过程的时间可以设定。

在轻载状态下，集成电路可以被迫进入一个间歇脉冲工作模式，以便维持转换器的输入能量到一个最小值。

集成电路的功能包括非闭锁的低门限输入使用电流延迟作用或高门限的过流保护，当电流检测输入时，具有变频和延迟关闭自动重启两种方式。

如果第一级的保护不足以控制住主回路电流，高电平过流保护将闭锁集成电路。它们的组合提供完全的过载和短路保护。另外还有闭锁的过温和过压保护也很容易实现。

一个与PFC控制器的接口，可以在条件发生时，例如过流保护停机和闭锁式停机，或者在间歇脉冲工作状态，关掉PFC。

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2 引脚设置

2.1 引脚排列

图1 引脚排列（顶视）

2.2 引脚功能说明

表1 引脚功能 序号 名 称 功 能 软启动端。此脚与地（GND）间接一只电容Css，与4脚（RFmin）间接一只电阻Rss，用以确定软启动时的最高工作频率。当Vcc（12脚）6V，DIS（8脚）>1.85V（禁止端），ISEN（6脚）>1.5V，DELAY（2脚）>3.5V，以及当ISEN的电压超过0.8V并长时间超过0.75V时，芯片关闭，电容器Css通过芯片内部开关放电，以使再启动过程为软启动。 过载电流延迟关断端。此端对地并联接入电阻Rd和电容Cd各一只，设置过载电流的最长持续时间。当ISEN脚的电压超过0.8V时，芯片内部将通过150uA的恒流源向Cd充电，当充电电压超过2.0V时，芯片输出将被关断，软启动电容Css上的电也被放掉。电路关断之后，过流信号消失，芯片内部对Cd充电的3.5V电源被关断，Cd上的电通过Rd放掉，至电压低于0.3V时，软启动开始。这样，在过载或短路状态下，芯片周而复始地工作于间歇工作状态。（Rd应不小于2V/150uA＝13.3kΩ。Rd越大，允许过流时间越短，关断时间越长。） 定时电容。对地间连接一只电容CF，和4脚对地的RFmin配合可设定振荡器的开关频率。 最低振荡频率设置。4脚提供2V基准电压，并且，从4脚到地接一只电阻RFmin，用于设置最低振荡频率。从4脚接一只电阻RFmax，通过反馈环路控制的光耦接地，将用于调整交换器的振荡频率。RFmax是最高工作频率设置电阻。4脚―1脚―GND间的RC网络实现软启动。 1 Css 2 DELAY 3 CF 4 RFmin 5/29

5 STBY 6 ISEN 7 LINE 间歇工作模式门限（<1.25V）。5脚受反馈电压控制，和内部的1.25V基准电压比较，如果5脚电压低于1.25V的基准电压，则芯片处于静止状态，并且只有较小的静态工作电流。当5脚电压超过基准电压50mV时，芯片重新开始工作。这个过程中，软启动并不起作用。当负载降到某个水平之下（轻载）时，通过RFmax和光耦（参见结构图），这个功能使芯片实行间歇工作模式。如果5脚与4脚间没有电路关联，则间歇工作模式不被启用。 电流检测信号输入端。6脚通过电阻分流器或容性的电流传感器检测主回路中的电流。这个输入端没有打算实现逐周控制，因此必须通过滤波获得平均电流信息。当电压超过0.8V门限（有50mV回差，即一旦越过0.8V，而后只要不回落到0.75V以下，就仍然起作用），1脚的软启动电容器就被芯片内部放电，工作频率增加以限制功率输出。在主电路短路的情况下，这通常使得电路的峰值电流几乎恒定。考虑到过流时间被2脚设置，如果电流继续增大，尽管频率增加，当电压超过另一比较器的基准电压（1.5V）时，驱动器将闭锁关闭，能量损耗几乎回到启动之前的水平。检测信息被闭锁，只有当电源电压Vcc低于UVLO时，芯片才会被重新启动。如果这个功能不用，请将4 脚接地。 输入电压检测。此端由分压电阻取样交流或直流输入电压（在系统和PFC之间）进行保护。检测电压低于1.25V时，关闭输出（非闭锁）并释放软启动电容器。电压高于1.25V时重新软启动。这个比较器具有滞后作用：如果检测电压低于1.25V，内部的15uA恒流源被打开。在7脚对地间接一只电容，以消除噪声干扰。该脚电压被内部的6.3V齐纳二极管所限，6.3V齐纳二极管的导通使得芯片的输出关断（非闭锁）。如果该功能不被使用，该脚电压在1.25V到6V之间。 闭锁式驱动关闭。该脚内部连接一只比较器，当该脚电压超过1.85V时，芯片闭锁式关机，只有当将芯片工作电压Vcc降低到UVLO门限之下时，才能够重新开始工作。如果不使用此功能，请将该引脚接地。 8 DIS 9 打开PFC（功率因数校正）控制器的控制渠道。这个引脚的开放，是为了停止PFC控制器的工作，以达到保护目的或间歇工作模式。当芯片被DIS > 1.85V、 ISEN > 1.5V、 LINE > 6V 和 STBY < 1.25VPFC_STOP 关闭时，9脚输出被拉低。当DELAY端电压超过2V，且没有回复到0.3V之下时，该端也被拉低。在UVLO（低压闭锁）期间，该引脚是开放的。允许此脚悬空不使用。 GND 芯片地。回路电流为低端门极驱动电流和芯片偏置工作电流之和。所有相关的地都应该和这个脚连通，并且要同脉冲控制回路分开。 低端门极驱动输出。该脚能够提供0.3A的输出电流和0.8A的灌入峰值电流驱动半桥电路的低端MOS管。在UVLO期间，LVG被拉低到地电平。 电源包括芯片的信号部分和低端MOS管的门极驱动。接一只小的滤波电容（0.1uF）有利于芯片信号电路得到一个干净的偏置电压。 空引脚，用于高电压隔离，增大Vcc和14脚间的间距。该脚内部没有连接，与高压隔离，并且使得在PCB上能够满足安全规程（漏电距离）的要求。 6/29

10 11 LVG 12 Vcc 13 N.C. 14 OUT 高端门极驱动的浮地。为高端门极驱动电流提供电流返回回路。应仔细布局以避免出现太大的低于地的毛刺。 高端悬浮门极驱动输出。该脚能够提供0.3A的输出电流和0.8A的灌入峰值电流驱动半桥电路的上端MOS管。有一只电阻通过芯片内部连接到14脚（OUT）以确保在UVLO期间不悬浮驱动。 高端门极驱动浮动电源。在16脚（Vboot）与14脚（OUT）间连接一只自举电容Cboot，被芯片内部的一个自举二极管与低端门极驱动器同步驱动。这个专利结构替换通常使用的外在二极管。 15 HVG 16 VBOOT

3 典型系统框图

图2 典型系统框图

4 电气数据

4.1 极限参数

表2 极限参数

符号 VBOOT VOUT dVOUT/dt VCC VPFC_STOP IPFC_STOP VLINEmax IRFmin 引脚 16 14 14 12 9 9 7 4 浮电源电压 浮地电压 浮地电压最大恢复速度 IC电源电压（ICC≤25mA） 极限电压（针打开） 极限灌入电流（针低电平） 极限针电压（IPIN≤1mA） 极限输出电流 参数 值 -1～618 -3～VBOOT-18 50 自限 -0.3～VCC 自限 自限 2 -0.3～5 单位 V V V/ns V V A V mA V 1～6，8 模拟输入和输出 注：14、15和16脚的抗静电能力（ESD）保证在900V以上。

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4.2 热相关数据

表3 热相关参数

符号 RthJA TSTG TJ PTOT 描述 与周围连接点的最大热阻（DIP16） 与周围连接点的最大热阻（SO16） 贮藏温度范围 连接点工作温度范围 环境温度70℃时的推荐最大功耗（DIP16） 环境温度50℃时的推荐最大功耗（SO16） 值 80 120 -55～150 -40～150 1 0.83 单位 ℃/W ℃ ℃ W

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5 电气参数

TJ = 0～105°C，VCC = 15V， VBOOT = 15V，CHVG = CLVG = 1nF；CF = 470pF；RRFmin = 12k； 除非另有说明。 表4 电气参数 符号 IC电源电压 VCC VCC(ON) VCC(OFF) Hys Vz 电源电流 Istart-up Iq Iop 启动电流 静态电流 工作电流 在驱动信号产生之前 Vcc=Vcc(ON)-0.2V 有驱动信号， VSTBY=1V 有驱动信号， VSTBY= VRFmin VDIS >1.85V 或 VDELAY > 3.5V 或 VLINE< 1.25V 或 VLINE = Vclamp 参数 测试条件 最小值 8.85 10 7.45 16 典型值 10.7 8.15 2.55 17 最大值 16 11.4 8.85 17.9 单位 工作范围 开信号开始 关信号开始 滞后作用 Vcc钳位电压 在有驱动信号之后 上升沿 下降沿 钳位电流=10mA V V V V V 200 1.5 3.5 250 2 5 μA mA mA Iq 剩余相关 300 400 μA 高端浮动门极驱动电源 ILKBOOT ILKOUT rDS(ON) VBOOT针泄漏 电流 OUT针泄漏电流 VBOOT=580V VOUT=562V VLVG=High 150 5 5 μA μA Ω 同步自举二极管导通电阻 输入偏置电流 Leading blanking 过电流比较器 IISEN tLEB VISENx VISENdis Td(H-L) Line检测 Vth IHyst Vclamp DIS功能 初始电压 电流滞后 钳位电平 上升沿或下降沿ILINE=1mA （1）VISEN=0～VISENdis 0.76 1.44 1.2 12 6 250 0.8 50 1.5 300 1.25 15 -1 0.84 1.56 400 1.3 18 8 μA ns V mV V ns V μA V edge 在VHVG和VLVG由低到高跳变之后 上升沿上升沿 （1）变频开始 滞后作用 闭锁关断开始 延迟输出 下降沿 （1）Vcc>5V，VLINE=0.3V 9/29

IDIS Vth 振荡器 D fosc TD VCFp VCFv VREF KM RFMIN 输入偏置电流 禁止开始 输出占空比 振荡频率 死区时间 峰值 谷值 4脚电压基准 电流镜像比率 定时电阻范围 VDIS=0～Vth 上升沿（1） 1.77 48 58.2 240 0.2 1.92 1 1.85 50 60 250 0.3 3.9 0.9 2 1 -1 1.93 52 61.8 260 500 0.4 2.08 100 μA V % kHz μs V V V A/A kΩ HVG和LVG之一 RRFmin=2.7kΩ 最大的推荐值 在HVG和LVG之间 VPFC_STOP=Vcc， VDIS=0V I PFC_STOP=1mA， VDIS=2V V(Css)=2V VISEN >VISENx VDIS=0～Vth 上升沿（1）PFC_STOP功能 Ileak VL 软启动功能 Ileak R IDIS Vth Hys Ileak ICHARGE Vth1 Vth2 Vth3 VLVGL VLVGH Isourcepk Isinkpk tf tr 打开状态电流 放电电阻 输入偏置电流 禁止开始 滞后作用 输出低电压 输出高电压 峰值输出电流 峰值灌入电流 下降时间 上升时间 UVLO饱和 1.2 100 1.92 3.3 0.25 12.8 -0.3 0.8 120 1.25 50 150 2 3.5 0.3 13.3 30 60 0.5 -1 1.3 0.5 200 2.08 3.7 0.35 1.5 1.1 μA Ω μA V mV μA μA V V V V V A A ns ns V 高电平泄漏电流 低饱和电平 1 0.2 μA V 脉冲间歇工作模式功能 下降沿 VDELAY=0 VDELAY=1V， VISEN=0.85V 上升沿上升沿下降沿（1）（1）（1）延时关断功能 下桥臂门极驱动（对GND电压） 灌入电流=200mA 输出电流=5mA Vcc=0～Vcc(ON)， 灌入电流=2mA 灌入电流=200mA 上桥臂门极驱动（对OUT电压） VHVGL 输出低电压 1.5 V 10/29

VHVGH Isourcepk Isinkpk tf tr 输出高电压 峰值输出电流 峰值灌入电流 下降时间 上升时间 HVG-OUT下拉 输出电流=5mA 12.8 -0.3 0.8 13.3 30 60 25 V A A ns ns kΩ 注1． 值traking其它

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6 典型的电气性能

图3 电源电流和电压的关系 图4 电源电流与结点温度的关系

图5 电源钳位电压和结点温度的关系 图6 低电压闭锁开始与结点温度的关系

图7 振荡频率和结点温度的关系 图8 死区时间与结点温度的关系

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图9 振荡频率和定时参数的关系 图10 振荡波形的斜率与结点温度的关系

图11 基准电压和结点温度的关系 图12 电流镜像比率与结点温度的关系

图13 过流保护延迟端输出电流 图14 过流保护延迟作用门槛

和结点温度的关系 与结点温度的关系

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图15 Standby门槛和结点温度的关系 图16 过流检测门槛与结点温度的关系

图17 Line门槛和结点温度的关系 图18 Line输出电流与结点温度的关系

图19 闭锁禁止门槛和结点温度的关系

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7 应用资料

L6599是一个专门用于谐振半桥拓扑电路的先进的双端控制器。在转换器里输出180°异相信号控制半桥电路的MOS管交替地开关。一般地说占空比是50%，实际上占空比要小于50%，因为在一只MOS管关断到另一只开通之间插入了一个固定的死区时间TD，在死区时间里两只MOS管都被关断。这个死区时间的本质是让变换器在整个时序内能够正确地工作：它将确保软开关的实现和使电路能够工作于高频、高效、低EMI发射状态。

根据负载情况，转换器运行于不同的工作模式（图20）：

1. 在重载、中载和轻载时的变频。弛张振荡器（详见“振荡器”部分）产生一个对称的三角波，MOS管被锁定。三角波的频率关系到被反馈电路调整的电流。结果是，利用由频率决定的变换特征，半桥驱动电路的频率被输出电压的反馈所调控。

2. 在空载或非常轻的负载时的脉冲间歇工作方式。当负载轻到某个值之下时，变换器将进入一个受控的断续工作状态，在这里有几个定频的开关周期和一个两个MOS管都处于关闭状态的较长的间隔。进一步减载将使间歇时间更长，平均开关频率减少。空载时，平均开关频率可以达到上百赫兹，因而使磁化的、以及和频率相关的损耗减到最小，使系统更加节能。

图20 多种模式工作状态

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/m51g.html