SG6849在單端反激式開關(guān)電源中的應(yīng)用

O 引言
開關(guān)電源因具有重量輕、體積小、效率高、穩(wěn)壓范圍寬等優(yōu)點，在電視、電聲、計算機(jī)等許多電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。為了進(jìn)一步追求開關(guān)電源的小型化和低成本，人們不斷研制成功一些新的開關(guān)電源集成電路芯片。臺灣SG System General)公司開發(fā)的SG6849，集內(nèi)部振蕩器、比較器、反饋補(bǔ)償電路于一體，只需較少的外圍元器件，就可構(gòu)成一個電路結(jié)構(gòu)簡潔、成本低、性能穩(wěn)定、制作及調(diào)試方便的單端反激式開關(guān)電源。在負(fù)載調(diào)整率要求不高的情況下，甚至可去掉副邊反饋，進(jìn)一步減少體積，節(jié)省成本。

1 SG6849芯片功能介紹
1.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳功能
SG6849芯片是臺灣SG(System General)公司2004年底推出的SG684X系列PWM集成電路控制芯片。該芯片具有如下特點：不帶副邊反饋的恒壓和恒流控制；輕載時工作于省電模式；較低的啟動電流和較低的工作電流；65kHz和100kHz的固定頻率；較少的外圍元件；輸出過流保護(hù)、過溫保護(hù)和短路保護(hù)。該芯片采用S0T-26或DlP-8封裝形式，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。下面就以DIP-8封裝為例，說明各管腳的功能。
腳l(GATE) 門極，用來驅(qū)動功率NOSFET。
腳2(VDD) 提供芯片的工作電壓，當(dāng)不帶副邊反饋時，靠VDD來提供反饋信息，調(diào)整輸出電壓。
腳3、5、6(NC) 懸空。
腳4(SENSE) 過流保護(hù)。該引腳也可用于電流模式的PWM控制。
腳7(FB) 為PWM控制器的內(nèi)部比較器提供反饋信息，控制占空比；當(dāng)不帶副邊反饋的時候，該引腳開路。
腳8(CND) 接地。

1.2 SG6849芯片工作原理
l.2.1 啟動電路
圖2是SG6849芯片輸入電壓Vin通過啟動電阻Rin對電容Cin充電，當(dāng)VDD端的電壓達(dá)到啟動電壓VTH（on）時，SG6849芯片驅(qū)動整個功率部分工作。

當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通后，VDD由輔助繞組供電，SG6849的導(dǎo)通-關(guān)斷電壓UVLO(under Voltage Lockout)分別為17V和8V。
l.2.2 恒壓工作方式
SG6849 可以不從副邊而從原邊反饋來調(diào)整輸出電壓，如圖3所示。

當(dāng)FB端懸空時，內(nèi)部的VDD反饋比較器將調(diào)整PWM的輸出脈沖。內(nèi)部的反饋補(bǔ)償電路將使VDD電壓維持在22.7V。輸出電壓和VDD電壓值等于輔助繞組和副邊繞組的匝比，即

因為輔助繞組和二次側(cè)繞組之間的耦合關(guān)系，所以，輸出端的電壓變化可以通過輔助繞組反饋給VDD，通過SG6849的內(nèi)部比較，改變PWM的脈沖寬度，從而改變輸出占空比，使輸出電壓保持不變。
當(dāng)然，如果要精確地控制輸出電壓，就需要副邊反饋電路，圖4是由集成電壓基準(zhǔn)KA431和光耦組成的副邊反饋電路，R1和R2構(gòu)成輸出分壓電路，R3和C1為環(huán)路提供補(bǔ)償，為了提高穩(wěn)定性，在FB和地之間還接有一個較小的RC濾波電路。

當(dāng)帶副邊反饋時，電壓VDD必須低于20V，否則，VDD的內(nèi)部反饋電路將作為負(fù)載而起作用。相對于不帶副邊反饋的電路，變壓器輔助繞組的匝數(shù)要相應(yīng)地減少。這樣，當(dāng)副邊開路的時候，原邊的反饋電路就會起作用，防止VDD超過22.7V。
1.2.3 振蕩器和省電模式
SG3849-65是65kHz的固定額率，SG6849-100是100kHz的固定頻率，當(dāng)輕載時，SC6849將處于省電模式，PWM的頻率隨負(fù)載變化而線性的減少，如圖5所示。FB端的電流大小決定了省電模式。當(dāng)負(fù)載增大時，IFB會增大，當(dāng)IFB大于0.8mA時，PWM頻率開始減小，省電模式可以減少重載時的功率損耗。為進(jìn)一步減少功率損耗，當(dāng)IFB大于1mA時，SG6849將處于觸發(fā)模式。

2 實驗
基于SG6849，我們設(shè)計了一個5.6W的反激式高頻開關(guān)電源，電路如圖6所示，該電源工作于電流連續(xù)模式，輸入電壓90～110V交流，輸出電壓16V，最大負(fù)載時輸出電流350mA。實驗結(jié)果如下。

2．1 當(dāng)帶副邊反饋時
(1)電壓調(diào)整率在額定負(fù)載情況下，當(dāng)輸入電壓在交流90～110V變化時，電路的電壓調(diào)整率為SV=△V／VO=0.7％；
(2)負(fù)載調(diào)整率當(dāng)輸入額定電壓(AC100V)，輸出電流在0～350mA變化時，電路的負(fù)載調(diào)整率為Si=△V／VO=l．2％；
(3)效率在額定輸入電壓帶額定負(fù)載的情況下，電路的效率η=83％；
(4)保護(hù)功能負(fù)載電流在525mA時過流保護(hù)，具備輸出短路保護(hù)和過溫保護(hù)功能。
2.2 去掉副邊反饋時
當(dāng)去掉副邊反饋后：如圖6所示，輸入額定電壓(AC l00V)，輸出電流在0～350 mA變化時，輸出電樂15.3～16.5V，電路的負(fù)載調(diào)整率為Si=△V/V0=4.4％。其他性能不變。
有無副邊反饋電路時輸出電壓隨負(fù)載的變化關(guān)系如圖7所示。

3 結(jié)語
實驗結(jié)果表明，用SG6849設(shè)計的單端反激式開關(guān)電源，外圍電路少，控制簡單，整機(jī)效率高，可靠性高。在電路只有單路輸出，輸出電流小，負(fù)載調(diào)整率要求不高的情況下，可去掉副邊反饋，進(jìn)一步減少體積，節(jié)省成本，提高電路可靠性。