概述

L6598是一款将谐振变换器与600V的高压半桥驱动器集成于同一芯片的控制IC，可取代单端谐振变换器和多芯片解决方案，从而可有效地减少元器件数量，简化高效电源设计。文章介绍了L6598的内部结构、特点、功能、原理及其应用电路。

功能结构及工作条件

L6598/L6598D分别采用16脚DIP和SO封装，图1所示为其引脚排列是。表1列出了L6598的引脚功能。

表1L6598的引脚名称和功能

脚 号　名 称　功 能

1　Css　软启动电容端

2　Rfstart　软启动频率设定（低阻抗电压源）

3　Cf　振荡器频率设定

4　Rfmin　最低振荡频率设定（低阻抗电压源）

5　OPOUT　检测运算放大器输出（低阻抗）

6　OPIN-　检测运算放大器反相输入（高阻抗）

7　OPIN+　检测运算放大器同相输入（高阻抗）

8　EN1　半桥封锁使能

9　EN2　半桥非封锁使能

10　GND　地

11　LVG　低端驱动器输出

12　Vs　电源电压，带内部齐纳二极管钳位

13　N.C.　未连接

14　OUT　高端驱动器参考（半桥输出）

15　HVG　高端驱动器输出

16　VBOOT　自举电源电压 L6598电源电压Vs的启动门限典型值为10.7V，启动电流为250μA，静态工作电流是2mA。L6598的Vs脚上的钳位电压VCL为15.6V（±1V），在VCL下的最大电源电流Is为25mA。脚16上的最高浮置电源电压（VBOOT）为618V，脚14上的输出电压（高端参考）范围为-1V～VBOOT-18V，低端输出最高电压VLVG为14.6V，高端输出电压VHVG的最大范围为-1V～VBOOT。L6598的最高结温为150℃，工作环境温度为-40℃+150℃。

L6598主要由压控振荡器（VCO）、检测运算放大器（OP AMP）、两个带使能（Enable）输入的比较器、控制逻辑、高/低端驱动器、自举驱动器和欠电压封锁及软启动电路等组成。

表2为L6598的推荐工作条件。表中，VCL的典型值为15.6V。只要保证VBOOT-VOUT<18V，VOUT的范围可宽达-3V～580V。

]表2 L6598的推荐工作条件b]

参数名称　符 号　数 值　单 位

电源电压　Vs　10～VCL　V

高端参考（电压）　VOUT　-1～（VBOOAT-Vcl）　V

浮置电源干线电压　VBOOT　500　V

最高开关频率　fMAX　400　kH2

功能原理

3.1 软启动与振荡器

L6598可提供软启动功能。开关频率从启动时的fstart偏移到最小值fmin所历经的时间为软启动动周期Tss。

在软启动期间，电流Iss对电容Css充电，产生一个斜坡电压施加到跨导（gm）放大器。于是，电压信号转换为扣除了Ifstart后的逐渐增大的电流。由此可见，L6598软启动时间取决于Css。

电流IOSC馈送到振荡器的工作原理，IOSC经×4和×8两次反射（mirrored），在振荡器电容CF上产生一个三角波。振荡器频率可由下式计算：

fmin=1.41/RfminGF

上式在30kHz～100kHz的频率范围内是比较精确的。

3.2 自举驱动器

以往流行的此类IC为了对自举（Bootstrap）电容CBOOT充电，需要在Vs脚与VBOOT脚之间外接一技快速恢复型高压二极管DBOOT。而L6598则采用了如图5所示的自举驱动器结构，从而省略了外部的自举二极管DBOOT。

为了驱动同步的DMOS，利用内部充电泵可获得比Vs高得多的电压。与DMOS串联的二极管用作避免不希望的导通，阻止在电源迅速关断时因泵电容未能彻底放电而使电流从VBOOT流向Vs。在低端驱动器开通CBOOT再次被充电时，自举驱动器上将有一个电压降落，这个电压降大约为3V（其中二极管压降按0.6V计）。

高/低端驱动器可为外部功率MOSFET或IGBT提供最佳的栅极驱动，驱动器电流分别为源电流250mA和灌电流450mA。L6598的内部逻辑能保证有一个最小的死区时间，以避免功率MOSFET出现跨越导通。

3.3 运算放大器

L6598内的运算放大器可提供低输出阻抗、宽带、高输入阻抗和宽共模范围，这些特点有利于实现保护或闭环控制。其输出可以连接到Rfmin脚，以调节振荡器频率。

3.4 比较器

两个CMOS比较器可用来执行保护功能。L6598能够识别在比较器输入端上的200ns宽度的短脉冲。如果检测到ENI输入端出现0.6V的门限电压脉冲，L6598即进入闭锁关断状态，此时振荡器停止振荡，LCG和HVG均为低电平。一旦故障解除，器件将重新开始正常工作程序。EN2输入带有一个1.2V的门限，一旦脚9上电压达到1.2V，则比较器被触发而重新开始软启动程序。