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基于高性能PWM控制器芯片SE3910的AC/DC轉換器解決方案

作者: 時間:2012-01-20 來源:網絡 收藏

目前,在100W以下電源方案中,一般都使用脈沖寬度調制()控制來實現的調制,開關控制模式相對直流工作模式有很高的工作效率,使用反激離線工作模式,提高了系統(tǒng)工作的安全性,非常適合應用在便攜式充電設備及電源適配器,比如,手機充電器,電源適配器等,因此, 開關電源在市場上的需求量非常大。不過傳統(tǒng)的電源方案都是使用變壓器次級線圈反饋模式(SSR),變壓器次級反饋工作模式都需要低壓端的恒壓-恒流控制協(xié)助完成電壓的轉換和實現恒流,此類應用方案增加了系統(tǒng)應用復雜程度,同時還增加系統(tǒng)方案的設計成本,本文要介紹的電源控制芯片是思旺電子的,這是一款變壓器原邊線圈反饋模式(PSR)的PWM控制芯片。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/178025.htm

  技術特點

  是一款綠色模式PWM芯片,適用于小功率AC/DC充電器,適配器及LED驅動方案;該芯片為SOP-8封裝,PWM模式工作時開關頻率固定在40KHz,其內部集成了恒壓恒流控制模塊,應用方案使用PSR模式,省略了傳統(tǒng)方案中的光耦合器、恒壓/恒流控制芯片及其周圍電路,大大簡化了芯片的應用成本,降低了系統(tǒng)應用的復雜度。

  芯片設計時特別考慮了EMI,對開關頻率模塊特別設計有頻率抖動功能,每3.2ms的周期內按所設計的順序出現8種不同的開關頻率,將電磁干擾頻譜轉移到一個相對較寬的頻率帶寬,從而達到優(yōu)化系統(tǒng)EMI的目的。

  同時SE3910的工作狀態(tài)使用多模式調節(jié)功能,在空載或輕負載時,芯片會自動進入PFM工作模式,保證電源系統(tǒng)輸入能量和輸出能量精確守恒,防止了輕載或空載時能量過大,當負載升高到芯片所設置的重載設計值時,芯片會控制系統(tǒng)自動進入PWM工作模式,大幅度的優(yōu)化了系統(tǒng)的工作效率,使系統(tǒng)效率能夠達到80%以上,也減小了空載和輕載工作狀態(tài)下的輸出紋波。

  芯片設計有軟啟動功能,很好的抑制了系統(tǒng)上電時的大電流,保護了電路板的損壞,減小了系統(tǒng)啟動時的大電流對系統(tǒng)功耗的影響;芯片還具有電源欠壓保護功能,LEB功能、過溫度保護功能等,最大程度的提高了芯片工作時的可靠性和安全性;芯片適合應用在5W及5W以下的電源方案中。

  典型應用方案

  SE3910能廣泛應用在各種低功率AC/DC開關電源方案中,比如手機充電器,電源適配器等,除此之外,由于芯片集成有恒流功能,所以也可廣泛應用在小功率LED驅動方案中。

  圖1是SE3910基本的應用電路,其中由變壓器/輸出級/R3/R4/SE3910等組成負反饋通路,通過調整GATE端的開關信號占空比來控制變壓器的轉換能量,使系統(tǒng)穩(wěn)定在設置的工作狀態(tài)。交流電壓先經過一個橋式整流電路將交流轉換成高壓直流信號,R1和C2組成系統(tǒng)啟動電路,VIN是SE3910的啟動PIN,COMV PIN上的R5、C6和C7組成系統(tǒng)補償電路,確保系統(tǒng)具有穩(wěn)定的頻率響應,FB是輸出電壓檢測PIN,通過設置R3/R4就可以調整變壓器副邊上的電壓,根據變壓器電壓比與匝數比成正比的原理,來實現對直流輸出電壓的調整;GATE是PWM輸出PIN,它用來控制功率管13003來實現控制變壓器原邊的峰值電流,來達到對變壓器轉換能量的控制,CS PIN用來檢測變壓器峰值電流,當系統(tǒng)工作在恒流模式時,CS PIN上的電壓會被固定在設置的最大值,也就確定了變壓器原邊最大峰值電流,從而實現輸出也恒流,通過調整R6電阻就可以靈活調整輸出恒流值。


  圖2是目前比較流行的SE3910應用方案實例,一個是充電器方案,另一個是LED驅動方案。系統(tǒng)設計時的關鍵點在于輸出恒壓和恒流值設計。


  輸出恒壓值的設計:

  系統(tǒng)的恒壓實現原理是通過SE3910內的運算放大器將由變壓器負反饋的的輸出電壓信號在芯片FB PIN上的采樣值穩(wěn)定在芯片所設置的ref的恒定值,ref 是芯片內部一個帶隙基準源模塊所輸出的恒定電壓為1.5V,從而達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。

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