偏壓、線性穩壓器和 OVP 電路

InnoSwitch-3 控制器之一次側內部電路的供應器連接到一次側 BYPASS 接腳 BPP。內部穩壓器會為 BYPASS 電容器 CBPP 充電至 5V。在 BPP 接腳與 S 接腳之間也會有內部電壓箝位 (約 5.5V)。請參閱下方圖 1。

圖 1：控制器一次側 – 區塊圖

這有助於透過偏壓繞組從外部為 InnoSwitch-3 供電，如下方圖 2 所示。在最簡單的情況下，偏壓電壓 VB 會透過電阻器 RBIAS 連接到 BPP 接腳。

圖 2：BPP 接腳外部供應器

偏壓電壓 VB 以及 BPP 接腳耗用的電流，會在無負載時從 I_S1 和 VBMIN 開始增加，並在滿載時達到 I_S2 和 VBMAX。請注意，所有 InnoSwitch-3 控制器的 I_S1 都相同，但耗用的最大電流 I_S2 則視裝置尺寸而定，如下方表 1 所示。

表 1：BPP 供應器電流

必須計算電阻 RBIAS，以使 BPP 接腳電流在 VBMIN 時不低於 I_S1，以及在 VBMAX 時不低於 I_S2。因此，將選取以下兩個值中較小的值：

此處 VBPP = 5V，即 BYPASS 接腳穩壓器標準電壓。在可設定輸出電壓應用 (Quick Charge、USB Power Delivery) 中，輸出電壓和 VB 的變動範圍極大，因此難以採用單一偏壓電阻器 RBIAS。在此種情況下，將採用外部線性穩壓器 (LR)，如下方圖 3 所示。穩壓器由 RLIN、TLIN、ZLIN 和 RBIAS 等元件構成。視 VB 下限 (VBMIN) 而定，採用最低積納二極體電壓可將 ZLIN 和 RBIAS 的損失降到最低。

圖 3：BPP 外部線性穩壓器。

BPP 接腳具有關機電流臨界值 I_SD = 7.6mA，可用於在 VB 與 BPP 接腳之間透過串聯增加電阻器 RZ_OV 和積納二極體 VZ_OV，提供基本的輸出過壓保護 (OVP) (圖 6)。無法穩壓除了會增加轉換器輸出電壓外，還會相應增加偏壓電壓 VB、使積納二極體 VZ_OV 崩潰、向 BPP 接腳注入超出 I_SD 的電流，進而導致控制器關機。計算保護元件的值的方式如下：

其中

K_OVP 是超出穩壓之輸出電壓允許的相對增加最大值；

VZ_OV 是積納二極體電壓；

RZ_OV 是串聯電阻；

V_F 是二極體 D1 的順向電壓。

請注意下列事項：

1) 僅在滿載 (VBMAX) 條件下，由上述計算建立的 OVP 臨界值 (K_OVP*VO) 才是精確的。如果在輕負載 (VBMIN) 條件下無法穩壓，保護層級將會大幅升高。此誤差與 VBMAX – VBMIN 的差成正比。因此，必須將具有負載之 VB 的變化降到最低。

2) 從 VBMIN 到 VBMAX 的實際 VB 範圍，很難透過分析方式建立。若要獲得更精確的 OVP 臨界值，可能需要透過實際實驗來設定。