LM5036是一款高度集成化的半橋PWM控制器，集成了輔助偏置電源，為電信，數據通信，工業電源轉換器提供高功率密度解決方案。LM5036包含使用電壓模式控制實現半橋拓撲功率轉換器所需的所有功能。 該器件適用于隔離式DC-DC轉換器的初級側，輸入電壓高達100V。與傳統半橋及全橋控制器相比，LM5036有著自身不可替代的優勢：

(1)集成輔助偏置電源，為LM5036及原邊和副邊元器件供電，無需外部輔助電源，減少電路板尺寸和成本，有助于實現高功率密度和良好的熱可靠性。

(2)增強的預偏置啟動性能可實現負載帶壓啟動時，輸出電壓的單調遞增并避免倒灌電流。

(3)通過脈沖匹配改善了逐周期電流限制，從而在輸入電壓范圍內產生均勻的輸出電流限制水平，并且還可以防止變壓器飽和。

預偏置啟動:

在沒有完全可控的預偏置啟動情況下，次級側的SR可能過早地閉合導通以從預充電的輸出電容器吸收電流，傳遞到輸入端，這樣導致電容電壓出現下降的情況，如果此過程導致的電壓降低過大，可能會導致重新啟動負載甚至損壞電源轉換器功率級部分。從圖一中就可以看出，在沒有預偏置調節的啟動過程中輸出電壓出現電壓跌落以及過沖的情況。

Without full regulated prebias start-up

而LM5036采用全新的完全穩壓預偏置啟動方案，以確保輸出電壓的單調上升及避免反向電流。 這里的預偏置啟動過程主要包括兩個方面的軟啟：1）初級側MOSFET軟啟動; 2）二次側SR軟啟動。

原邊fets的預偏置軟啟動:

如下圖中的系統上電順序圖所示，

1.輸入電壓VIN 會伴隨外部所加載電壓的上升而上升，一旦VIN> 15V且VCC/REF高于其UV閾值，Fly-buck產生的副邊輔助電源VAUX2就會啟動。這里VAUX2除了提供副邊的元器件供電以外，同時作為一個使能信號參與到欲偏執啟動過程中。

2.當UVLO超過1.25V且VCC / REF高于其UV閾值時，SS引腳上連接的軟啟動電容開始充電。 當SS <2V時，VAUX2保持在“關閉狀態”。即VAUX2> 閾值電壓TH（根據設計設置），此時會激活使輸出電壓參考VREF放電的復位電路，從而鉗制VREF值到地。 這就確保了光耦合器產生0％占空比命令。 當UVLO超過1.25 V且VCC和REF高于相應的UV閾值時，軟啟動電容開始充電， SS引腳電壓開始上升。

3.當SS> = 2V時，VAUX2電壓值進入“開通狀態”（VAUX2

4.當VAUX2

5.當VREF> Vo（預偏置電壓）時，Vcomp開始上升。

6.當Vcomp> 1V（對應0％占空比）時，初級FET的占空比開始增加（Vo上升）。 與此同時，同步整流SR軟啟動引腳SSSR電容開始充電。

二次側SR的軟啟動過程:

1.在SSSR> = 1V之前，LM5036工作在SR SYNC模式，如下圖標號3的位置，此時SR與主FET保持完全同步，這樣主要作用是：1）有助于降低SR的傳導損耗; 2）避免出現反向電流的風險。

2.隨著初級FET和SR脈沖寬度逐漸增加，此時Vo逐漸上升，這種逐步增加脈寬的方式有效防止由于體二極管和SR Rdson之間的電壓降的差異引起的輸出電壓干擾。

3.隨著SSSR電壓的上升，當SSSR> 1V時，LM5036開始SR續流周期的軟啟動。

4.SR1和SR2在續流期間同時接通。

5.在SR續流周期結束時，在主時鐘的上升沿，SR與下一個功率傳輸周期主fet狀態相關。同相繼續保持開通，異相關斷。（如下圖所示，SR1與HSG屬于同相開通，在5號主clk上升沿處SR1保持開通狀態，SR2由于是異相因此保持關斷狀態，后半周期正好相反。）

6.在功率傳輸周期結束時，主FET和同相SR同時關閉。 在軟啟動結束后，SR脈沖將與相應的主FET互補。

由于有二次側預偏置軟啟動的過程，可以有效控制次級側參考電壓斜坡上升，僅在參考電平VREF高于輸出電壓時激活SR。這樣就保證了在整個啟動過程不會出現SR吸收輸出電容能量的現象，自然也就不會出現電容電壓跌落的情況。如下圖所示，在整個軟啟過程中，輸出電壓保持單調平穩上升，可有效確保系統內數字電路以正確的順序開始工作。

LM5036 Based Design

請注意，在設計帶LM5036的DC/DC轉換器時，用戶無需考慮這種預偏置啟動程序，因為這是LM5036本身完全控制的功能。

審核編輯：何安