LCD监视器开关电源功率开关调整器FS6M07652RTC特

摘要：FS6M07652RTC由SenseFET及其控制IC组成，专门为LCD监视器电源和适配器设计。叙述了FS6M07652RTC的特点、应用电路和设计考虑。

关键词：LCD监视器；开关电源功率开关；调整器

1 引言

FS6M07652RTC是美国Fairchild公司为LCD监视器回扫式SMPS而专门设计的一种功率开关调整器。同其它Fairchild功率开关（简称FPS）一样，FS6M07652RTC是将带电流感测功能的MOSFET（被称作SenseFET）及其控制IC内置于同一封装之内，属于二合一组合器件。快捷（即仙童）FPS是在韩国三星功率开关（SPS）的基础上发展起来的功率开关调节器系列器件。几年前，快捷收购了三星的半导体功率器件部之后，将SPS更名为FPS。与现存和先前的FPS系列器件比较，FS6M系列FPS在性能和可靠性方面都有较大改进和提高。FS6M07652RTC中的SenseFET额定电流/电压（限制值）是2A/650V，并可承受7A的连续漏极电流。

2 主要性能与特点

FS6M07652RTC采用空间节省的5脚TO-220F封装，如图1所示。

图1 封装及引脚排列

FS6M07652RTC内置SenseFET和控制IC，图2示出了其内部结构框图。

图2 FS6M07652RTC内部结构框图

FS6M07652RTC脚1（DRAIN）是SenseFET的漏极；脚2（GND）为接地端；脚3（V_cc）是电源电压施加端；脚4（V_fb）为反馈端；脚5（S/S）是软启动电容器连接端。

FS6M07652RTC的主要性能与特点如下：

1）内置耐压至少是650V的SenseFET和前沿消隐（LEB）电路，无需在外部连接电流感测电阻和RC低通滤波元件；

2）PWM控制器带70kHz的固定工作频率（无需在外部连接R_T和C_T定时元件），占空比可达80％；

3）控制IC的V_CC启动门限电压为15V，启动电流低于170μA，欠电压锁定（UVLO）门限是9V，带6V的滞后；

4）为在显示电源管理信号传输（display Power Management Signalling，缩写为DPMS）状态下有一个低功率消耗，内置突发模式控制器，提供待机模式下的突发模式操作；

5）内置各种保护电路，其中包括：

——33V的过电压保护（OVP）；

——逐周电流限制、过电流闭锁保护（OCP）和过载保护（OLP）；

——门限为160℃的热关闭保护（TSD）。

故障条件一旦解除，控制IC可以自动重新启动。

FS6M07652RTC带有最佳化的栅极驱动器和软启动功能，器件适用于宽范围的世界通用AC输入线路电压。

3 应用电路及变压器设计

3.1 应用电路及工作原理

FS6M07652RTC主要适用于LCD监视器电源和AC/DC适配器，用其作为功率开关调整器的LCD监视器回扫式SMPS电路如图3所示。

图3 由FS6M07652RTC组成的LCE监视器回扫SMPS电路

这种回扫式变换器的AC输入电压范围为85～265V，两路DC输出分别为12V/2A和3.3V/2A。5V、130mA的KA7805输出是为在突发模式下操作检验之用而设置的。

与整流滤波后的DC总线电压连接的电阻R₁₀₂，为FS6M07652RTC（IC₁₀₁）脚V_cc的启动元件。通过R₁₀₂的电流对脚V_cc电容C₁₀₈充电，当C₁₀₈上的充电电压超过15V时，FPS内的SenseFET则开始开关。在FPS启动之后，变压器T1的辅助绕组（端5与端6）、D₂₀₂、R₁₀₄和C₁₀₈等组成的电源电路为FPS内的IC提供足够的工作电流。FPS脚V_cc的OVP电压在30V以上（典型值为33V），V_cc电压可选择24V左右。当V_cc降至9V的UVLO关闭门限时，FPS内IC的工作电流从10mA降至100μA。

当一个负载或一只二极管发生短路时，将会在短时间内产生一个大电流流过FPS中的SenseFET，并被感测电阻（R_s）检测，OCL电路启动，履行过电流闭锁保护。

过载不同于负载短路，它是指负载电流远大于预设定的电平。在过载情况下，OLP电路将使FPS停止工作。

FPS利用电流型控制，最大开关电流在内部被限制，从而限制了在固定输入电压下的功率。如果电源DC输出电压低于设定值，在反馈环路上的IC₂₀₁（KA431）将产生非常小的电流，IC₃₀₁中光耦合晶体管中的电流几乎变为零，FPS脚V_fb内2μA的电流源（参考图2）将对外部电容C₁₀₇（参见图3）充电。当脚V_fb上电压因C₁₀₇充电达到7.5V时，FPS将关闭。在C₁₀₇=47nF下，关闭延时约100ms。在常态下，V_fb约为0.2～3V。当V_fb=3～7V时，器件在最大占空比上工作。一旦V_fb达到7V，内部电路则关闭反馈电路。

在反馈环路上，Q₂₀₁、D₂₀₃、R₂₀₆和R₂₀₇、R₂₀₈及SW₂₀₁组成的反馈网络用作突发（burst）模式操作。在正常工作期间，Q₂₀₁导通，R₂₀₆从反馈网络被分离，3.3V的输出通过反馈网络传输到FPS的脚V_fb。当Q₂₀₁关断时，R₂₀₆连接到反馈网络，12V的输出也被反馈，从而使光耦晶体管饱和导通，FPS脚V_fb降为零，转换到突发模式。利用微控制器拉低脚V_fb，并没有使用附加的光耦合器。在突发状态下操作，输出电压降低，只消耗很小的功率。