滿(mǎn)足安全環(huán)保需求的小功率集成的AC/DC轉換器設計
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STARplug是電壓控制型的PWM電路，通過(guò)調制芯片內部功率MOS管的導通時(shí)間，來(lái)控制通過(guò)變壓器初級峰值電流，從而使輸出電壓穩定。
為了說(shuō)明STARplug穩壓機理，將TEA162X系列實(shí)用電路中的有關(guān)部份描述成圖4、5。由圖不難看出，PWM比較器的兩個(gè)輸入，一個(gè)是RC端(第3腳)并接的電阻Ross和電容Cosc，用來(lái)設定電路的開(kāi)關(guān)頻率。另一個(gè)是Reg端(第4腳)連接的外部電壓，反映的是輸出負載的變化。加在Reg端的電壓與芯片內部電壓源(2.5V)之差,再乘以10倍,即為加到PWM端上的信號電壓Vreg-intern。Vreg-intern與VRC在PWM比較器上進(jìn)行比較，如果VRC比Vreg-intern低，則PWM輸出為“1”電平，功率MOS管截止。如果Vreg-intern越高，則MOS管導通時(shí)間越短，MOS管轉換的功率越小。反之，如果Vreg-intern越低，則MOS管導通時(shí)間越長(cháng)，轉換的功率越大。(見(jiàn)圖5)
3. 電路保護功能
為闡明電路的保護功能，我們將芯片內外有關(guān)部分單獨畫(huà)成圖6。Source是STARplug的第6條引腳，外接一電阻Rsrc到地，其阻值則根據過(guò)流保護的閾值來(lái)定。
圖6：STARplug保護電路圖
由圖6顯而易見(jiàn)功率MOS管導通時(shí)流過(guò)的電流經(jīng)電阻Rsrc轉換成電壓，加到芯片內部的兩個(gè)比較器的同相輸入端，使STARplug分別實(shí)現過(guò)流保護和輸出短路保護。
過(guò)流保護
當負載加大或其他原因使Source腿上單個(gè)周期測出的瞬時(shí)電壓大于芯片內部的電壓源0.5V時(shí)。則比較器的輸出將使功率MOS管關(guān)斷，從而切斷了大電流的運作，對功率MOS管起到了保護作用。
為了防止檢測出虛假的過(guò)流信號，對比較器加上了一個(gè)禁止端。當過(guò)流信號超過(guò)350ns時(shí)，比較器才動(dòng)作。
輸出短路保護
由于某種原因，使輸出短路或繞組短路，引起Source腿上的電壓快速上升，以至超過(guò)0.75V，則另一個(gè)比較器將使轉換停止，MOS管關(guān)斷，阻止電流繼續加大。同樣該比較器也采取了相同的防止虛假信號的措施。
STARplug還提供精確的過(guò)溫保護。當結溫超過(guò)熱關(guān)斷溫度(典型值為160℃)時(shí)，電路將停止工作，供電電流降到啟動(dòng)電流之下。一旦結溫降到關(guān)斷值之下時(shí)，電路將會(huì )恢復工作。
退磁檢測
STARplug始終是工作在不連續導通方式(DCM)。
由圖7可見(jiàn)，變壓器的輔助繞組通過(guò)一個(gè)電阻接到電路的Aux腿，芯片內部有兩個(gè)反向并連的二極管，對輸入電壓進(jìn)行箝位。只要次級二極管是導通的，則輔助繞組的電壓就是正的，就有電流注入Aux端，并被二極管箝位。只要Aux端的電壓大于100mV，則振蕩器停止工作，MOS管就不能開(kāi)關(guān)。
在消磁時(shí)間tsuppr(典型為15us)內，確認剩磁已消除。這個(gè)功能對于輸出電壓較低，以及變壓器漏感較大的場(chǎng)合特別有用。
圖7：STARplug退磁檢測
過(guò)壓保護
在芯片的框圖中，雖然沒(méi)有為過(guò)壓保護設計專(zhuān)門(mén)的通道，但這個(gè)功能是存在的。在實(shí)際應用過(guò)程中，一旦產(chǎn)生過(guò)電壓，則必然將REG端的工作電平上拉，從而使初級繞組的工作行程立即終止。只有當過(guò)壓消除，REG端電壓恢復到正常值，功率MOS管才能正常開(kāi)關(guān)。
STARplug的應用
前已述及，STARplug有兩種反饋方式，這兩種方式就構成了STARplug作為反激式AC/DC轉換器的兩種典型應用電路。
圖2是最簡(jiǎn)單最基本的應用電路，其特征就是由變壓器的輔助繞組來(lái)反饋電網(wǎng)和負載的變化。
由圖2可見(jiàn)，由整流橋和濾波器組成了電路的輸入部分，并通過(guò)變壓器初級繞組加到TEA162x的Drn端。顯然，TEA162x是整個(gè)轉換器的心臟，以下圍繞TEA162x分析一下圖2的各部分電路。
1. 由C3R2組成振蕩電路。
振蕩電路元件的值是根據工作頻率來(lái)確定的，STARplug的開(kāi)關(guān)頻率可在10kHZ到200kHZ之間工作，通常工作頻率大都選在40~100kHZ之間。
頻率選定了，則可按下式來(lái)計算元件值：
振蕩器的充電時(shí)間tcharge，由STARplug的參數表中查出為1us。
至于RC的取值，可先選定C，然后再算R值，要保持電路的穩定，電容C必須大于220pF，但從效率方面來(lái)考慮，頻率高時(shí)亦不宜將電容選得太大，例如200kHZ時(shí)，C取10nF，則振蕩器的功耗達到12.5mW，這顯然是不可取的。
推薦實(shí)例：開(kāi)關(guān)頻率取100kHZ，這時(shí)振蕩器的時(shí)間常數為2.7us，C取330pF，R=7.5kΩ。
2. 過(guò)流保護和繞組短路保護電阻R3：
電阻R3設置了變壓器初級峰值電流，也設定了最大傳輸的輸出功率，電阻R3的值可用下式計算：
由STAR plug的手冊可得知：
實(shí)例：一個(gè)3W的電源，開(kāi)關(guān)頻率為100kHZ，效率為75%，通過(guò)變壓器的峰值電流為230mA(反射電壓)，則電阻R3設定為2Ω，限定峰值電流為250mA。
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