SG6849在單端反激式開(kāi)關(guān)電源中的應用

O 引言
開(kāi)關(guān)電源因具有重量輕、體積小、效率高、穩壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，在電視、電聲、計算機等許多電子設備中得到了廣泛的應用。為了進(jìn)一步追求開(kāi)關(guān)電源的小型化和低成本，人們不斷研制成功一些新的開(kāi)關(guān)電源集成電路芯片。臺灣SG System General)公司開(kāi)發(fā)的SG6849，集內部振蕩器、比較器、反饋補償電路于一體，只需較少的外圍元器件，就可構成一個(gè)電路結構簡(jiǎn)潔、成本低、性能穩定、制作及調試方便的單端反激式開(kāi)關(guān)電源。在負載調整率要求不高的情況下，甚至可去掉副邊反饋，進(jìn)一步減少體積，節省成本。

1 SG6849芯片功能介紹
1.1 內部結構及管腳功能
SG6849芯片是臺灣SG(System General)公司2004年底推出的SG684X系列PWM集成電路控制芯片。該芯片具有如下特點(diǎn)：不帶副邊反饋的恒壓和恒流控制；輕載時(shí)工作于省電模式；較低的啟動(dòng)電流和較低的工作電流；65kHz和100kHz的固定頻率；較少的外圍元件；輸出過(guò)流保護、過(guò)溫保護和短路保護。該芯片采用S0T-26或DlP-8封裝形式，內部結構如圖1所示。下面就以DIP-8封裝為例，說(shuō)明各管腳的功能。
腳l(GATE) 門(mén)極，用來(lái)驅動(dòng)功率NOSFET。
腳2(VDD) 提供芯片的工作電壓，當不帶副邊反饋時(shí)，靠VDD來(lái)提供反饋信息，調整輸出電壓。
腳3、5、6(NC) 懸空。
腳4(SENSE) 過(guò)流保護。該引腳也可用于電流模式的PWM控制。
腳7(FB) 為PWM控制器的內部比較器提供反饋信息，控制占空比；當不帶副邊反饋的時(shí)候，該引腳開(kāi)路。
腳8(CND) 接地。

1.2 SG6849芯片工作原理
l.2.1 啟動(dòng)電路
圖2是SG6849芯片輸入電壓Vin通過(guò)啟動(dòng)電阻Rin對電容Cin充電，當VDD端的電壓達到啟動(dòng)電壓VTH（on）時(shí)，SG6849芯片驅動(dòng)整個(gè)功率部分工作。

當開(kāi)關(guān)管導通后，VDD由輔助繞組供電，SG6849的導通-關(guān)斷電壓UVLO(under Voltage Lockout)分別為17V和8V。
l.2.2 恒壓工作方式
SG6849 可以不從副邊而從原邊反饋來(lái)調整輸出電壓，如圖3所示。

當FB端懸空時(shí)，內部的VDD反饋比較器將調整PWM的輸出脈沖。內部的反饋補償電路將使VDD電壓維持在22.7V。輸出電壓和VDD電壓值等于輔助繞組和副邊繞組的匝比，即

因為輔助繞組和二次側繞組之間的耦合關(guān)系，所以，輸出端的電壓變化可以通過(guò)輔助繞組反饋給VDD，通過(guò)SG6849的內部比較，改變PWM的脈沖寬度，從而改變輸出占空比，使輸出電壓保持不變。
當然，如果要精確地控制輸出電壓，就需要副邊反饋電路，圖4是由集成電壓基準KA431和光耦組成的副邊反饋電路，R1和R2構成輸出分壓電路，R3和C1為環(huán)路提供補償，為了提高穩定性，在FB和地之間還接有一個(gè)較小的RC濾波電路。

當帶副邊反饋時(shí)，電壓VDD必須低于20V，否則，VDD的內部反饋電路將作為負載而起作用。相對于不帶副邊反饋的電路，變壓器輔助繞組的匝數要相應地減少。這樣，當副邊開(kāi)路的時(shí)候，原邊的反饋電路就會(huì )起作用，防止VDD超過(guò)22.7V。
1.2.3 振蕩器和省電模式
SG3849-65是65kHz的固定額率，SG6849-100是100kHz的固定頻率，當輕載時(shí)，SC6849將處于省電模式，PWM的頻率隨負載變化而線(xiàn)性的減少，如圖5所示。FB端的電流大小決定了省電模式。當負載增大時(shí)，IFB會(huì )增大，當IFB大于0.8mA時(shí)，PWM頻率開(kāi)始減小，省電模式可以減少重載時(shí)的功率損耗。為進(jìn)一步減少功率損耗，當IFB大于1mA時(shí)，SG6849將處于觸發(fā)模式。

2 實(shí)驗
基于SG6849，我們設計了一個(gè)5.6W的反激式高頻開(kāi)關(guān)電源，電路如圖6所示，該電源工作于電流連續模式，輸入電壓90～110V交流，輸出電壓16V，最大負載時(shí)輸出電流350mA。實(shí)驗結果如下。

2．1 當帶副邊反饋時(shí)
(1)電壓調整率在額定負載情況下，當輸入電壓在交流90～110V變化時(shí)，電路的電壓調整率為SV=△V／VO=0.7％；
(2)負載調整率當輸入額定電壓(AC100V)，輸出電流在0～350mA變化時(shí)，電路的負載調整率為Si=△V／VO=l．2％；
(3)效率在額定輸入電壓帶額定負載的情況下，電路的效率η=83％；
(4)保護功能負載電流在525mA時(shí)過(guò)流保護，具備輸出短路保護和過(guò)溫保護功能。
2.2 去掉副邊反饋時(shí)
當去掉副邊反饋后：如圖6所示，輸入額定電壓(AC l00V)，輸出電流在0～350 mA變化時(shí)，輸出電樂(lè )15.3～16.5V，電路的負載調整率為Si=△V/V0=4.4％。其他性能不變。
有無(wú)副邊反饋電路時(shí)輸出電壓隨負載的變化關(guān)系如圖7所示。

3 結語(yǔ)
實(shí)驗結果表明，用SG6849設計的單端反激式開(kāi)關(guān)電源，外圍電路少，控制簡(jiǎn)單，整機效率高，可靠性高。在電路只有單路輸出，輸出電流小，負載調整率要求不高的情況下，可去掉副邊反饋，進(jìn)一步減少體積，節省成本，提高電路可靠性。