电流模式PWM控制器满足绿色电源设计需求

随着市场发展以及人们对环境问题的广泛关注，低成本、低待机功耗和高效率的电源IC越来越受到欢迎。降低系统待机功耗、提高系统转换效率成为绿色电源IC的发展方向。今天的电源应用日益广泛，而且大部分情况下，电源是处于待机状态，虽然单个电源在待机状态下消耗的功率比较小，但整个市场庞大的用量累加起来导致消耗的总功率相当大，占到整个电源总功耗的15%甚至更多。经过近几年电源IC技术的快速发展，目前市场上大部分产品都能满足能源之星EPS2.0所规定的待机功耗300mW的要求。如今，超低待机功耗技术开始流行起来，在30W以下电源中待机功耗最小可达到30mW，未来可望更低。

在激烈的市场竞争环境下，西安芯派整合技术优势并加强研发管理，不断完善高性能绿色电源芯片产品线。在现有SW265X系列、SW253G和SW2263等基础上，最新推出SW2273、SW2801（QR模式）和SW2306（QR模式）等系列高效率、超低待机功耗绿色电源芯片。为满足市场需求，芯派有针对性的推出了一款高性能、低成本、电流模式PWM控制器--SW2604，该芯片外围线路简单，系统设计灵活；其待机功耗小于200mW,适用于适配器、机顶盒电源、小家电和LED照明领域。本文将重点介绍SW2604的技术特点与应用设计注意事项。

图1：SW2604内部电路参考框图

SW2604的技术特点

SW2604内部电路参考框图如图1所示。该电源控制器可工作在典型的反激电路拓扑中，构成简洁的AC/DC转换器；在85~265V的宽电压范围内可提供高达12W的连续输出功率；借助优化的电路设计并结合高性价比双极型制造工艺，最大程度节约了产品的整体成本。SW2604内部电路如图1所示。芯片内部启动电路被设计成一种独特的电流吸入方式，可利用功率开关管的本身放大作用完成启动（开关管Ic对Ib的放大），从而显著降低了启动电阻的功率消耗。在输出功率较小时，Ic将自动降低工作频率，从而实现了极低的待机功耗；在功率管截止时，内部电路将功率管反向偏置，直接利用双极型晶体管的CB高耐压特性，大幅提高功率管的耐电压能力直到700V高压，这保证了功率管的安全；芯片内部还提供了完善的防过载、防饱和功能，可实时防范过载、变压器饱和、输出短路等异常状况，提高了电源可靠性。SW2604主要特点如下：

A 工作频率可调

SW2604的工作频率由外部CT电容可调。芯片内部电流源对CT电容进行100μA恒流充电形成时钟上升沿，在充电电压至2.5V时，内部电路将以1.9mA的下拉电流对CT放电，形成时钟下降沿，完成一个时钟周期。对于双极性功率开关而言，需要考虑存储时间对开关损耗的影响，开关频率通常设置在70KHz以下。

B 过温度保护功能

SW2604芯片内部集成了精确的过温保护功能。在芯片内部温度达到140℃，热保护电路动作，将时钟信号下拉，使开关频率降低，降低功耗。开关频率随温度的升高而降低，直至振荡器关闭。如图2所示。

图2：SW2604芯片内部集成了精确的过温保护功能。

C 独特的功率管驱动特性与高耐压偏置技术

SW2604内部集成功率管采用斜坡电流驱动，驱动电流随输出功率增加而增加，在FB=0时，OB电流约为40mA,在FB=6V时，OB电流约为120mA,小输出时的驱动功耗得到显著降低。芯片内部集成了独特的偏置技术，在功率管关断时，OE输出到约1.5V，反向偏置发射结，加速Ic电流的下降速度，扩展了有效的安全工作区，开关管承受反向的CB电压，使开关管达到700V的电压承受能力。

D 过压与欠压保护功能

SW2604芯片具有带迟滞的欠电压保护功能。在VCC电压达到8.8V时IC开始启动，这个初始的启动电压由驱动电阻提供，输入的高电压通过驱动电阻注入开关管的基极，放大的Ic电流在IC内部经过限制电路对VCC电容充电，从而形成驱动电压，在IC正常工作时应保持VCC电压在4.8-9V之间（包括满载情况），若VCC电压下降到4.4V时，则振荡器进入关闭状态；VCC进一步降低到3.8V，IC即开始重新启动。

芯片内部VCC具有一个上限电压比较器控制，若VCC试图大于9.6V，则比较器动作，FB将被下拉，锁定VCC至9.6V，达到过电压的限制功能。利用此功能可以方便地实现前端的电压反馈功能，也可避免输出开环时的输出电压大幅度升高现象，保证负载安全。

E 最大开关电流限制功能

SW2604具有逐周期电流限制功能。每个开关周期均对开关电流进行检测，达到FB设定的防上限电流时即进入关周期，电流的检测具有实时前沿消隐功能，屏蔽开关尖峰，避免开关电流的错误检测。合理的温度检测消除了温度的影响，相对常规的MOSFET开关芯片，在一个较宽的范围内，开关电流都可以非常精准，这样就允许设计者在