反激變換器副邊同步整流控制器STSR3的應(yīng)用詳解

摘要：為大幅度提高小功率反激開關(guān)電源的整機(jī)效率，可選用副邊同步整流技術(shù)取代原肖特基二極管整流器。它是提高低壓直流輸出開關(guān)穩(wěn)壓電源性能的最有效方法之一。

關(guān)鍵詞：反激變換器;副邊同步整流控制器STSR3;高效率變換器

1 概述

本文給出ST公司2003年新推出的開關(guān)電源IC產(chǎn)品STSR3應(yīng)用電路分析。它是反激變換器副邊同步整流控制器，具有數(shù)字控制的智能IC驅(qū)動器。采用STSR3作同步整流控制芯片的反激變換器基本電路簡化結(jié)構(gòu)見圖1。STSR3的內(nèi)部功能方框見圖2，其引腳排列見圖3。

圖1 STSR3典型應(yīng)用電路簡化示意圖

圖2 STSR3內(nèi)部功能方框圖

圖3 STSR3各引腳排列圖

STSR3智能驅(qū)動器IC可提供大電流輸出，以正常地驅(qū)動副邊的功率MOSFET，使之作為大電流輸出的高效率反激變換器中的同步整流器。根據(jù)取自隔離變壓器副邊的一個(gè)同步時(shí)鐘輸入，IC產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動信號，它具有與原邊PWM信號相關(guān)的死區(qū)時(shí)間設(shè)置。

在原邊開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，IC的工作可防止副邊發(fā)生錯(cuò)誤狀態(tài)，它提供預(yù)期的輸出截止?fàn)顟B(tài)。這個(gè)智能的功能實(shí)現(xiàn)了快速的逐周邏輯控制機(jī)制，它是建立在高頻振蕩器由時(shí)鐘脈沖信號來同步。該項(xiàng)預(yù)置可由IC外部元件來調(diào)節(jié)。

經(jīng)傳感檢測同步整流器的源極—漏極電壓脈沖。這個(gè)特殊的禁止功能可以關(guān)閉驅(qū)動輸出，因此當(dāng)有必要時(shí)即刻關(guān)掉它。該特性使電源能工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式下，及避免與變換器并聯(lián)工作的同步整流器反向?qū)ā?/p>

STSR3允許開關(guān)電源工作在非連續(xù)模式PWM，連續(xù)模式PWM，以及在準(zhǔn)諧振狀態(tài)的反激變換器，均能實(shí)現(xiàn)同步整流任務(wù)。

STSR3的封裝如圖3所示的SO-8片狀部件，各引腳的符號與功能概述如下：

腳1 N/C，它并不接內(nèi)電路;

腳2 VCC，供電輸入4～5.5V;

腳3 SETANT，設(shè)置預(yù)期的關(guān)斷輸出;

腳4 CK，為IC工作的同步信號;

腳5 INHIBT，接非連續(xù)模式檢測器;

腳6 SGLGND，所有控制邏輯信號的基準(zhǔn)地線;

腳7 OUTGATE，輸出去MOSFET柵極驅(qū)動;

腳8 PWRGND，功率信號的基準(zhǔn)地電平。

2 STSR3的應(yīng)用電路分析

STSR3同步整流器控制器具體應(yīng)用于一種90W筆記本電腦穩(wěn)壓電源的實(shí)際電路見圖4，其直流輸出為+19V，4.74A。開關(guān)電源是反激式變換器，原邊主芯片采用復(fù)合PFC/PWM新品CM6805。圖4中給出了詳細(xì)的阻容數(shù)值。下面分別介紹STSR3在電路設(shè)計(jì)上的一些特點(diǎn)。

圖4 采用STSR3作副邊同步整流控制器的實(shí)際應(yīng)用電路圖之一