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反激变换器准谐振控制器ICE1QS01及其应用电路

时间:10-16 来源:互联网 点击:

取于VRH和VRL锁存状态。如果两个锁存处于低态,计数器增加1。如果仅VRL锁定置位,加/减计数器仍不变化。如果VRL和VRH被置位于高电平,加/减计数器减少1。在此之后VRH与VRL锁定被复位。在接下来的50ms内,VRH与VRL锁存将再次置位。当IC脚SRC上电压VSRC3.5V时,VRL锁定置位,加/减计数器加1;当VSRC>4.4V时,VRH锁定置位,加/减计数器减1。在一个大的负载跳跃这后,为能迅速调节到最大的功率电平上,只要VSRC>4.8V时,加/减计数器被置位到1(0001)。

2 应用与设计

2.1 应用实例与电路简析

图3是由ICE1QS01作控制器的200W高端电视机SMPS电路。该电路输入AC90~264V,4路输出电压/电流分别为135V/0.75A,30V/1.2A,15V/0.5A和7V/1.2A。

图3 基于ICE1QS01的200W彩色电视机SMPS电路

连接于桥式整流器输出与大容量滤波电容C07之间线路上的电感器L08,二极管D08以及在D08正极与功率开关S01漏极之间的电容C08,组成PFC电荷泵电路。其作用是与输入端EMI滤波器一起,可在桥式整流器输入端产生正弦波电流。ICE1QS01内集成低功率待机突发模式电路,可使待机输入功率低于1W。在负载减小时,利用集成数字处理电路能使开关频率逐步降低,并不产生任何抖动。当待机开关S1断开时,参考二极管D60导通,输出电压V2调节值由齐纳二极管D61确定。当ICE1QS01脚4上的VSRC低于2V时,集成在芯片上的突发模式电路启动。在激活内部突发模式比较器后,栅极驱动输出(OUT)切换到低电平,Vcc关闭门限由正常模式下的9V增加到14.5V。在突发模式期间,MOSFET导通时间至少为其最大导通时间的1/7。在突发之间的中断时间(tbreake)缩短,输出纹波通过跨越在AC主线输入与二极管D26和D27接点之间的电容C21的一个附加充电电流而降低。

二极管D62为正常模式与待机突发模式之间的过渡状态而加入。当待机开关S1闭合但输出V2已经无载时,加入D62可保证在突发模式下的正常周期。当V2变低时,参考二极管D60被关断。

ICE1QS01脚3外部电阻R38和R29充当变压器脉冲的分压器,脚3上的脉冲幅度约为4V。电容C29用作减小变压器过冲。其脚2与DC干线电压之间的电阻R22决定欠电压锁定门限。R22与电容C22相结合,可固定最大可能输出功率。

2.2 主要元件选择

2.2.1 变压器设计要点

在图3所示的应用电路中,变压器T1的参量已基本标明。在此仅简要叙述变压器的计算公式。

首先,必须计算SMPS最大输入功率。若SMPS最大输出功率为Pout(max),效率为η(通常取80%),最大输入功率Pin(max)为

Pin(max)=Pout(max)/η(1)

在最低AC线路电压VAC(min)下,SMPS初级平滑电容器(如图3中的C07)上的DC电压VDC(min)为

VDC(min)=

VAC(min)Fnum(2)

式中:Fhum=0.9,为初级电容器上100Hz电压纹波系数;

VAC(min)在通用宽范围AC供电线路下,通常为85V或90V。

在最高AC线路电压VAC(max)(如264V)下,初级电容器上的最高DC电压VDC(max)为

VDC(max)=

VAC(max)Fcp(3)

式中:Fcp为在初级电容器上的过电压因数,当SMPS不带PFC时,Fcp=1;若SMPS带PFC,Fcp=1.1。

通过初级绕组的最大平均电流IP(max)可由式(4)计算。

IP(max)=Pin(max)/VDC(min)(4)

变压器初级绕组匝数Np的计算公式为

Np=

(5)

式中:Vd(max)=600V,为MOSFET允许最高漏极电压;

Bmax=300mT,为变压器磁芯最大允许磁通密度;

Fos为初级绕组过冲因数,当不带PFC时,Fos=1.3,当带PFC时,Fos=1.8;

磁芯有效截面积Ae和参量AL,可以从根据Pin(max)选择的变压器提供的数据中查得。

每匝次级电压Vts为

Vts=

(6)

MOSFET的最大漏极电流Id(max)为

Id(max)=2IDC(max)

(7)

MOSFET最大导通时间ton(max)和最大截止时间toff(max)分别可用式(8)和式(9)计算。

ton(max)=

(8)

toff(max)=

(9)

SMPS最低自由振荡(free runnign)频率为

fmin=

(10)

如果SMPS最低频率fmin20kHz,即进入可闻音频范围,应根据式(5)重新计算,Bmax取一个较低的值。

2.2.2 ICE1QS01各引脚外部主要元件的选择考虑

对于图3所示的应用电路,IC1(ICE1QS01)各引脚外部主要元件的选取依据如下。

1)IC1脚2(PCS)上的电阻R22与电容C22

当流入脚2的电流低于100μA时,内部主线欠压保护电路启动。在电容C07上的最低DC电压VDC(min)根据式(2)取114V,于是R22=1.14MΩ,可取1MΩ标准电阻。

当R22选定之后,电容C22可根据式(11)计算。

C22=VDC(min)ton(max)/(R22×3.5V)(11)

2)脚3(RZ1)外部电阻R38,R29与电容C29

R38的计算公式为

R38=VDC(min)Nr/(Np×0.5mA)(12)

式中:Nr为变压器(T1)调节绕组匝数。

当选取VDC(min)=114V,Nr=7匝和Np=28匝时,R38=57kΩ,可选取56kΩ标准电阻。

R29与R38组成调整绕组感应电压的分压器。调整绕

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