概述
ADP1032 是一款高性能隔離式微功耗管理單元 (PMU),它將隔離式反激穩壓器和直流/直流穩壓器結合在一起,提供兩個隔離的電源軌。此外,ADP1032 包含四個高速串行外設接口 (SPI) 隔離通道和三個通用隔離器,適用于需要低功耗和小解決方案尺寸的通道對通道隔離應用。ADP1032 適合在 4.5 V 至 60 V 的輸入電壓范圍內運行,它可為 VOUT1 生成 6 V 至 28 V(可調版本)或 24 V(固定版本)的隔離輸出電壓,為 VOUT2 生成 5.15 V、5.0 V 或 3.3 V 的工廠可編程電壓。
默認情況下,ADP1032 反激穩壓器在 250 kHz 的開關頻率下運行,而降壓穩壓器在 125 kHz 的頻率下運行。
兩個穩壓器相互相移以降低電磁干擾 (EMI)。ADP1032 可以在 350 kHz 至 750 kHz 的頻率范圍內由外部振蕩器驅動,以便于在敏感應用中進行噪聲過濾。
ADP1032 中集成的數字隔離器使用 ADI 公司的 iCoupler^?^ 芯片級變壓器技術,已針對低功耗和低輻射發射進行優化。ADP1032 采用 9 mm × 7 mm 41 引腳 LFCSP 封裝,適合在 ?40°C 至 +125°C 的結溫范圍內運行。
數據表:*附件:ADP1032具有七個數字隔離器的兩通道隔離式微功耗管理單元技術手冊.pdf
特性
- 寬輸入電源電壓范圍:4.5 V 至 60 V
- 集成式反激電源開關
- 生成兩個充分調節的隔離式獨立輸出
- V
OUT1:24 V 或 6 V 至 28 V - V
OUT2:3.3 V、5.0 V 或 5.15 V
- V
- 使用 1:1 比率的變壓器簡化變壓器設計
- 適用于反激和降壓穩壓器的峰值電流限制和 OVP
- 精密啟用輸入和電源正常輸出
- 可通過 SYNC 輸入調整開關頻率
- 每個穩壓器的內部補償和軟啟動控制
- 高速低傳播延遲 SPI 信號隔離通道
- 三個 100 kbps 通用隔離式數據通道
- 41 引腳 9 mm × 7 mm LFCSP 外形尺寸可實現小巧的解決方案總體尺寸
- 工作結溫范圍為 ?40°C 至 +125°C
- 安全和監管審批(申請中)
- CISPR11 B 級輻射發射
典型應用電路
引腳配置描述
典型性能特征
ADP1032是一款高性能的隔離式微型電源管理單元(PMU),它集成了一個隔離式反激式穩壓器和一個降壓穩壓器,以提供隔離式電源軌。此外,ADP1032在4引腳LFCSP封裝中集成了七個低功耗數字隔離器,適用于對功率損耗和電路板空間要求嚴苛的通道隔離應用。
反激式穩壓器
反激式穩壓器工作原理
ADP1032中的反激式穩壓器可生成一個隔離式輸出電源軌,對于可調節輸出版本,其電壓可在6V至28V之間編程設定;對于出廠預設的固定輸出版本,則為24V 。該反激式穩壓器采用電流模式控制,能實現快速的內部電流控制環路,以調節峰值電感電流,并通過隔離式iCoupler通道實現較慢的外部環路,以此來調節輸出電壓。當高壓側開關導通時,次級側的二極管截止,這會使變壓器反向偏置,導致初級側的電流增加,電流以磁能的形式存儲在變壓器中。當開關斷開時,二極管正向偏置,變壓器中存儲的能量就會傳輸到負載。
傳統的隔離式反激式穩壓器會使用一個分立的光耦合器,將次級側的信號傳輸到初級側。然而,光耦合器的電流傳輸比(CTR)會隨時間和溫度發生變化。因此,光耦合器每隔5到10年就必須更換。ADP1032通過集成亞德諾半導體(Analog Devices, Inc.)的iCoupler技術,省去了光耦合器及其相關問題,從而降低了系統成本、印刷電路板面積和復雜度,同時在不存在CTR退化問題的情況下提高了系統可靠性。
該反激式變壓器采用單初級繞組和單次級繞組。這種配置之所以可行,是因為iCoupler技術用于傳輸隔離式控制信號,從而無需初級側傳感繞組。此外,由于在高效率開關穩壓器中會生成次級側和輔助電源軌,所以無需額外的次級繞組。這種單繞組配置相比替代的多繞組解決方案具有以下幾個優點:
- 由于磁芯上的匝數較少且引腳數量也更少,變壓器解決方案的尺寸更小。
- 每個輸出可以獨立設置——多抽頭方法需要為不同的輸出電壓組合定制多抽頭變壓器。
- 輸出更加精確,因為輸出不依賴于變壓器繞組之間的匝數比。
- 輸出不受各電源軌負載變化的影響。
反激式欠壓鎖定(UVLO)
UVLO電路會監測VINP引腳的電壓電平。如果輸入電壓降至VUVLO_VINP(BALL)閾值以下,反激式穩壓器將關閉。在VINP引腳電壓升至VUVLO_VINP(RISE)閾值以上后,軟啟動周期開始,反激式穩壓器啟用。
反激式穩壓器精確使能控制
ADP1032中的反激式穩壓器具有精確的使能電路,可準確地調節電壓。當EN引腳處的電壓升至VEN_RISING閾值以上時,反激式穩壓器軟啟動開始,穩壓器啟用。如果EN引腳電壓降至VEN_RISING - VEN_HYST閾值以下,反激式穩壓器將關閉。
反激式穩壓器軟啟動
反激式穩壓器具備軟啟動功能,可限制電源的浪涌電流,并以受控方式逐步升高輸出電壓。當EN引腳處的電壓升至VEN_RISING閾值以上時,反激式穩壓器軟啟動周期開始。
反激式斜率控制
反激式穩壓器采用可編程輸出驅動器斜率控制電路。該電路可調節開關節點的斜率,如圖67所示,在效率略有降低的情況下,可實現更低的電磁干擾(EMI)和減少振鈴現象。要設置斜率,將SLEW引腳連接到VINP引腳以實現正常模式,連接到GND引腳以實現慢速模式,或不連接以實現快速模式。慢速斜率控制在效率與低EMI之間進行權衡。
節能模式(PSM)
在輕載運行期間,穩壓器可跳過脈沖以維持輸出電壓調節。因此,無需最小負載。跳過脈沖可提高器件效率,但會導致輸出紋波增大。
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