COOLMOSICE2A系列的應用研究

ZHOUXin?ying,ZHAOKeAbstract:TheCOOLMOSICE2AfamilyICproducedbyIT consistsofPWMandMOSFETtwoinone,andhasmanya

advantagesuchasoutputpower20～50Winnormallineandnoheatsinkrequired, multi?protectionfunction,onlyafewexternalcomponentsrequiredinSMPS,automatical reducingfrequencyinnoloadtoavoidnoiseandstandbypowerconsumption andhenceitcanbebroadlyappliedinmiddleandsmallpowerSMPS.Keywords:COOLMOS; Performance;Application中圖分類(lèi)號：TN492文獻標識碼：B文章編號：0219－2713(2002)10－ 0550－02

1引言

由IT公司推出的COOLMOSIC是PWM＋MOSFET的二合一芯片，其主要特點(diǎn)是

1）FET的耐壓為650V，ICE2A365的導通電阻低，為0.5Ω;

2）無(wú)需加散熱器即可輸出較大的功率，具體輸出功率見(jiàn)表1；

3）具有過(guò)、欠壓保護、過(guò)熱保護及過(guò)流保護，并具有自恢復功能；

4）待機狀態(tài)及空載時(shí)能自動(dòng)降低工作頻率，從而

降低損耗，最低工作頻率為21.5kHz，以避免可聞噪聲；

5）電路結構簡(jiǎn)單，所需外部元器件少，從而大大減少開(kāi)關(guān)電源的體積和重量。

可見(jiàn)，用COOLMOS系列芯片做開(kāi)關(guān)電源時(shí)，其性能價(jià)格比具有明顯的優(yōu)勢。

2管腳功能介紹

ICE2A165/265/365為雙列直插8腳結構，其外型如圖1所示。

腳1軟啟動(dòng)設置，使用者可自行設置所需軟啟動(dòng)時(shí)間，并具有自動(dòng)重啟動(dòng)功能。

腳2用于反饋信號輸入，以控制PWM，調整占空比，最大占空比為0.72。

腳3MOSFET工作電流檢測腳，以達到過(guò)流保護的目的。

腳4、5為MOSFET的漏極。

腳6空腳。

腳7PWM控制器電源，8.5～21V。

腳8電源地。

3電路組成

采用COOLMOSICE2A165/265/365組成的開(kāi)

圖1管腳結構圖（頂視）

圖2由COOLMOSICE2A165/265/365組成的

12V，3A開(kāi)關(guān)電源原理電路圖

關(guān)電源原理電路如圖2所示。

由圖2可見(jiàn)，采用ICE2A165/265/365組成的開(kāi)關(guān)電源由下列幾部分組成：

1）整流濾波電路，由C11、L、C12、R2、C13、C14、C15及整流橋組成，以得到直流電壓供給COOLMOS的漏極；

2）主變換器，由COOLMOS（U1）及脈沖變壓器T組成；

3）后整流及濾波部分，由肖特基整流管VD3、VD4及C16、L6、C17、C3組成；

4）反饋控制部分，由U2、R9、R12、R13、R15、R1、C10、R14、R10和C5組成；

5）軟啟動(dòng)時(shí)間由C4決定；

6）過(guò)流保護由取樣電阻R7設定；

7）輔助電路，由VD5、R8、C18、C7及穩壓管Z1組成，供給控制器電源；

8）R3和R4為芯片自啟動(dòng)限流電阻；

9）VD1、R5和C4為緩沖電路。

從原理圖上可以看出，用ICE2A系列芯片組成的開(kāi)關(guān)電源，其電路結構較簡(jiǎn)單，外部元器件少。

4外部元件值的估算

用COOLMOS組成開(kāi)關(guān)電源時(shí)，其主要元件為脈沖變壓器、軟啟動(dòng)電容C4、過(guò)流檢測電阻 R7及補償網(wǎng)絡(luò )C10、R14值的確定，分述如下。

1）脈沖變壓器T

采用ICE2A165/265/365組成開(kāi)關(guān)電源時(shí)，其脈沖變壓器的初級電感在400～600μH范圍內比較合適，在反激式電路中，磁芯應加氣隙，以調整脈沖變壓器的初級電感，同時(shí)應注意變壓器的繞組排列，以盡量減少漏感，避免造成對MOSFET的過(guò)大的應力。

2）軟啟動(dòng)電容C4

C4可用下式估算C4=(1)

式中：tsoft?start—軟啟動(dòng)時(shí)間；

Rsoft?start—軟啟動(dòng)電阻（芯片內）。

設tsoft?start=5ms，當環(huán)境溫度為65℃時(shí)，Rsoft?start=48kΩ，將上述數據代入式（1）得到

C4≈0.06μF，取標稱(chēng)值0.068μF。

3）過(guò)流檢測電阻R7R7接在MOSFET的源極，以檢測MOSFET的工作電流，R7×IDPeak?1V，若IDPeak=4.5A，則R7==0.22Ω。

4）補償網(wǎng)絡(luò )C10、R14

C10、R14組成滯后補償網(wǎng)絡(luò )，其時(shí)常數τ=1～3ms，若C10=0.1μF，則R14==10～30kΩ

而初級補償網(wǎng)絡(luò )R10、C5的時(shí)間常數一般為200ns。

5電路不易起振的問(wèn)題

ICE2A165/265/365組成開(kāi)關(guān)電源，最主要的問(wèn)題是不易起振，可用以下方法解決此問(wèn)題。

1）輸出端要加假負載。當輸出端空載時(shí)電路不易起振，若假負載電流超過(guò)15mA時(shí)，便易啟動(dòng)。

2）控制器部分的電源電壓不能超過(guò)16.5V，若超過(guò)則易受保護而難以起振。

3）過(guò)流檢測電阻R7不宜過(guò)大，過(guò)大則難以起振，因為此時(shí)R7上的電壓已超過(guò)1V。

6結語(yǔ)

用ICE2A165/265/365組成的開(kāi)關(guān)電源具有較多的優(yōu)點(diǎn)，其性能價(jià)格比比同類(lèi)芯片高，因而在DVD電源、機頂盒電源及儀器儀表電源中具有廣泛的應用前景。

參考文獻

[1]張占松，蔡宣三.開(kāi)關(guān)電源的原理與設計[M].電子工業(yè)出版社，1998

[2]沙占友等編著(zhù).新型單片開(kāi)關(guān)電源的設計與應用[M].電子工業(yè)出版社，2001.