1 引言

LM5177 降壓/升壓控制器用于設(shè)計(jì)具有寬輸入/輸出電壓范圍的定制直流電源。此外，它還提供輸入/輸出電流限制功能。此降壓/升壓控制器集成了許多內(nèi)置功能來控制直流電源電流，例如平均電流限制、峰值電流限制和動(dòng)態(tài)電流限制。本應(yīng)用手冊介紹了如何通過 LM5177 使用模擬電壓跟蹤功能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電流限制功能?？刂破鞯膭?dòng)態(tài)電流限制功能使電源能夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出電流，而不管電源操作和硬件修改如何。而控制器的其他電流限制功能在電源工作期間是靜態(tài)的，并由組件選擇定義。因此，對(duì)于需要具有可變電流限制的恒流源的許多應(yīng)用而言，這都是一個(gè)重要特性。例如，它可以調(diào)節(jié)工作限制很大的低功耗 LED 模塊的亮度。此外，對(duì)于無線感應(yīng)充電器或需要溫度補(bǔ)償?shù)碾娖鞫裕瑒?dòng)態(tài)電流限制作為恒流源發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

使用模擬電壓跟蹤對(duì)轉(zhuǎn)換器的輸出電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制與電壓控制型電流源類似。通過模擬電壓跟蹤，可將外部模擬信號(hào)施加到降壓/升壓控制器的 ATRK 引腳，從而根據(jù)施加到該引腳的電壓電平更改輸出電壓。輸出電壓的變化反映了輸出電流限制的變化。要啟用此功能，在 ATRK 引腳上施加的模擬信號(hào)應(yīng)小于 LM5177 的 V_ref。ATRK 信號(hào)會(huì)改變誤差放大器的參考值，這會(huì)導(dǎo)致功率級(jí) PWM 的占空比發(fā)生變化。使用模擬電壓跟蹤的動(dòng)態(tài)電流限制方框圖如圖 1-1 所示。

圖 1-1 使用模擬電壓跟蹤功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)電流控制

在許多應(yīng)用中，負(fù)載電流需要變化，這就需要一個(gè)控制器來調(diào)節(jié)輸出電流。因此，在圖 1-1 中，微控制器用于為 ATRK 引腳生成模擬跟蹤信號(hào)。為了檢測輸出電流的變化，功率級(jí)的輸出端使用了分流電阻。電流檢測限值可通過電阻值進(jìn)行調(diào)整，最大測量電壓可達(dá) 50mV。檢測電壓會(huì)饋送到跨導(dǎo)放大器，相應(yīng)的電流使用下拉電阻器作為降壓/升壓控制器 IMONOUT 引腳輸出端的電壓電平進(jìn)行測量。下拉電阻的值根據(jù)微控制器 ADC 的最大基準(zhǔn)電壓進(jìn)行選擇。對(duì)于本應(yīng)用手冊，這些電阻的值分別設(shè)置為 18mΩ 和 12kΩ。這些值對(duì)應(yīng)于 2.77A 的最大測量輸出電流及其相應(yīng)電壓值 1.5V。

這些值可以根據(jù)所選微控制器的要求進(jìn)行調(diào)整。這里使用 MSP-EXP430FR2355 開發(fā)套件。然后，IMONOUT 引腳上生成的模擬電壓會(huì)連接至微控制器的 ADC，此 ADC 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。借助數(shù)字濾波器，微控制器生成數(shù)字錯(cuò)誤信號(hào)。然后，使用微控制器 DAC 將該數(shù)字誤差信號(hào)作為模擬誤差信號(hào)提供。微控制器數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)過程會(huì)在下個(gè)部分中進(jìn)行說明。