反激变换器准谐振控制器ICE1QS01及其应用电路

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