STMicroelectronics 19V - 90W Adapter with PFC for Laptop computers using the L6563H and L6699 EVL6699-90WADP EVL6699-90WADP Ficha De Dados

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L6699
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Doc ID 022835 Rev 2
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There are three contributors to T
D
The turn-off delay t
OFF
 of the Power MOSFET, which depends on the input 
characteristics of the specific MOSFET and the speed its gate is driven 
The transition time T
T
 the half bridge midpoint takes for a rail-to-rail swing 
The detection time t
det
 that elapses from the end of the half bridge midpoint swing to 
the gate-drive signal of the other MOSFET going high; this includes the detection time 
as well as the propagation delay along the downstream logic circuitry up to the driver 
output.
It is important to point out that the value of T
D_MIN
 specified in the electrical characteristics 
is essentially tdet: therefore the minimum observable T
D
 is always longer. T
D_MAX
, on the 
other hand, is counted starting from the negative-going edge of the gate-drive signal, so it 
actually fixes a maximum limit for T
D
: T
D
 
≤  T
D_MAX
.
Finally, it is worth stating that the adaptive deadtime function does not significantly increase 
efficiency by itself. It is a degree of freedom that must be exploited for this purpose when 
designing the resonant tank. Essentially, it allows the use of a higher magnetizing 
inductance in the transformer, which minimizes the magnetizing current and, then, the 
conduction losses associated to it. Additionally, this may reduce the switched current I
S
 to 
the minimum required to achieve soft-switching, therefore reducing turn-off switching losses 
in MOSFETs. Efficiency at medium and light load greatly benefits from this optimization. 
6.3 Safe-start 
procedure
In the L6699 a new startup procedure, termed “safe-start”, has been implemented to 
prevent loss of soft-switching during the initial switching cycles, which is not 100% 
guaranteed by the usual soft-start procedure. 
Sweeping the operating frequency from an initial high value, that should not exceed 
300 kHz, down to the point where the control loop takes over, which is commonly referred to 
as soft-start, has a twofold benefit. On the one hand, since the deliverable power depends 
inversely on frequency, it progressively increases the converter's power capability, therefore 
avoiding excessive inrush current. On the other hand, it makes the converter initially work at 
frequencies higher than the upper resonance frequency of the LLC tank circuit, which 
ensures inductive-mode operation (i.e. with the tank current lagging the square wave 
voltage generated by the half bridge) and, therefore, soft-switching. 
However, the last statement is true under a quasi-static approximation, i.e. when the 
operating point of the resonant tank is slowly varying around a steady-state condition. This 
approximation is not correct during the very first switching cycles of the half bridge, where 
the initial conditions of the tank circuit can be away from those under steady-state. 
Therefore, hard-switching is possible during the transient period needed to reach the slowly 
varying steady-state condition dictated by the soft-start action. A non-zero initial voltage on 
the resonant capacitor Cr and transformer flux imbalance during the previously mentioned 
transient period are the possible causes of hard-switching in the initial cycles. 
In high voltage half bridge controllers it is customary to start the switching activity by turning 
on the low-side MOSFET for a preset time to pre-charge the bootstrap capacitor (see 
) and ensure proper driving of the high-side MOSFET from the 
first cycle. In traditional controllers, normal switching starts right at the end of the pre-charge 
time, as shown in the left-hand image in