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簡化50W以下開關電源電路拓樸結構的芯片解析方案

作者: 時間:2012-06-25 來源:網(wǎng)絡 收藏

1 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/160382.htm

低成本、高效率、小型化、離線式調節(jié)是發(fā)展的必然趨勢。意法半導體公司生產(chǎn)的VIPer50是將功率MOSFET與PWM控制器集成在同一的單片集成,它是目前最具代表性的五端單片器件。該開關電源的拓樸,使得開關電源的效率和可靠性大幅度提高,同時大大降低了電源的體積與制造成本。

2 VIPer50的特點

VIPer50在上集成了開關管、驅動級、振蕩器、PWM控制器、欠壓鎖存電路、寬帶誤差放大器、延遲電路、消隱電路、過載和超溫保護電路等,實現(xiàn)了單片集成化,內部框圖如圖1所示。


圖1 VIPer50內部結構框圖

VIPer50的主要特點如下:

(1)集優(yōu)化的高壓縱向功率MOSFET、脈寬調制器(PWM)和各種保護電路于一體,使外圍元件減少20~50個,提高了系統(tǒng)的可靠性并降低成本。

(2)工作電壓范圍為85~265VAC,適合于世界各地的工頻電源,無需電壓選擇開關。

(3)轉換效率高,待機電流小。具有獨特的突發(fā)模式控制功能,當電源處于待機狀態(tài)時自動進入突發(fā)模式,消耗功率低于1W,符合歐洲“藍天使”的待機標準。

(4)既可工作于固定頻率(約200kHz)方式,也可工作于用戶調整方式或同步方式,最高工作頻率可設置為300kHz。

(5)開機軟啟動,并具備完善的保護功能,例如欠壓磁滯鎖存、超溫關機、過壓限制保護等。

(6)不需要外圍電流檢測電路,利用MOSFET的導通電阻RDS(on)來檢測和控制流它的電流,與分立MOSFET的作用不相同。

3 VIPer50的引腳功能

VIPer50采用了PENTAWATT HV、PENTAWATT HV(220)、PowerSO-TOTM三種的封裝,各引腳功能描述如下:

漏極引腳(DRAIN),內部連接高壓功率MOSFET的漏極引腳。在電源啟動期間,通過高壓電流源為內部控制電路提供偏置電流,在電源正常工作期間關閉高壓電流源。

源極引腳(SOURCE),內部連接功率MOSFET的源極引腳。

電源供電引腳(VDD),該引腳有兩種功能:(1)給內部控制電路提供電源電壓,當VDD引腳電壓低于8V時,功率MOSFET關斷,啟動電流源被激活, VDD引腳偏置電流約2mA,COMP對地短路。當VDD電壓升高到11V閾值電壓時,啟動電流源自動關閉,器件開始轉換,變壓器向負載供電。(2)內部連接誤差放大器,允許初級調節(jié)設置和次級調節(jié)設置。

控制引腳(COMP),該引腳有兩種功能:(1)它是誤差放大器的輸出端,外部連接RC網(wǎng)絡用于回路補償。(2)當電子設備進入待機狀態(tài)時,COMP引腳將電壓低于0.5V,器件能自動轉換到突發(fā)模式(低頻工作模式),從而降低了開關電源的損耗。

頻率調整引腳(OSC),該引腳通過偏置電阻Rt連接到VDD,Rt、Ct網(wǎng)絡決定了內部振蕩頻率。改變Rt、Ct的參數(shù),可使振蕩頻率在30kHz~1000kHz范圍內調節(jié)。Rt、Ct的取值與與振蕩頻率FSW之間的關系滿足:

當Rt>1.2kΩ,Ct≥15nF時,F(xiàn)SW≤40kHz。

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