面向中等功率應用的最新AC/DC功率控制IC(ICE3BS03LJG)

ICE3BS03LJG

ICE3BS03LJG是F3 PWM控制器系列中采用DSO-8封裝的最新成員。它適用于功率在30W到100W之間的各種中等功率應用，譬如DVD播放器/刻錄機、機頂盒、適配器等。

ICE3BS03JG是一款體積極小的多功能器件。它采用了最新的技術(shù)實(shí)現其功能和特性。由于采用了Bi-CMOS工藝，該器件具有更寬的工作電壓(Vcc)范圍。主動(dòng)突發(fā)模式是其從之前的產(chǎn)品中所保留的最重要的特性，利用該特性，可與啟動(dòng)單元一道共同實(shí)現最低的待機功耗。頻率抖動(dòng)以及軟柵驅動(dòng)特性可以有效地降低電磁干擾(EMI)，并實(shí)現更出色的電磁輻射性能。創(chuàng )新的傳輸時(shí)延補償技術(shù)可以為寬輸入范圍提供一個(gè)精確的內部峰值電流限制，并且可以有效地優(yōu)化轉換器和輸出二極管的尺寸。內置軟啟動(dòng)功能可以有效地降低啟動(dòng)時(shí)開(kāi)關(guān)元件的應力。

另外，它還在栓鎖和自動(dòng)重啟模式下提供了強大的保護功能，如過(guò)溫、VCC過(guò)壓、線(xiàn)圈短路、開(kāi)環(huán)、過(guò)載保護等。它還提供了一個(gè)外部栓鎖保護引腳，以實(shí)現諸如輸出過(guò)壓、開(kāi)關(guān)元件過(guò)溫等用戶(hù)定義的保護功能。為了改善過(guò)載保護功能，該器件集成了可調節屏蔽時(shí)間特性，以便在很短的時(shí)間內提供最大輸出功率。

憑借所有的這些集成在一個(gè)微小DSO-8封裝中的技術(shù)和特性，ICE3BS03LJG成為一個(gè)適用于中等功率應用的完善解決方案。

ICE3B503LJG特性如下：

500V啟動(dòng)單元；帶有頻率抖動(dòng)特性的65kHz固定開(kāi)關(guān)頻率；采用BiCMOS工藝，VCC范圍更寬；主動(dòng)突發(fā)模式，可實(shí)現最低的待機功耗；采用頻率抖動(dòng)技術(shù)的軟柵驅動(dòng)，電磁干擾更低；內置軟啟動(dòng)；采用傳輸時(shí)延補償技術(shù)以實(shí)現嚴格的功率控制；包括VCC過(guò)壓、過(guò)溫以及線(xiàn)圈短路的栓鎖保護模式；包括過(guò)載、開(kāi)環(huán)、VCC欠壓等保護的自動(dòng)重啟模式；在短時(shí)間內提供最大功率的內置及可擴展屏蔽窗口；外延栓鎖保護引腳。

應用電路

由于ICE3BS03LJG是一款集成了所有的必要特性和功能的反激式PWM控制器，因此該器件的應用電路十分簡(jiǎn)單。僅需要連接少量的電容和電阻即可實(shí)現完善的電源控制功能(見(jiàn)圖1)。
 
圖1  60W, 16V/3.75A應用電路

主要實(shí)用特性

主動(dòng)突發(fā)模式實(shí)現超低待機功耗

隨著(zhù)節能要求不斷提高，低待機功耗產(chǎn)品成為市場(chǎng)的主流。英飛凌科技公司所提出的創(chuàng )新概念就是主動(dòng)突發(fā)模式。在負載較小時(shí)，主要的功耗來(lái)自外部偏置電路損耗、芯片功耗以及開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)損耗。為了減少這些損耗，首先利用一個(gè)啟動(dòng)單元以消除啟動(dòng)電阻所帶來(lái)的功率損耗。其次，英飛凌拋棄市場(chǎng)上大部分芯片所采用的雙極工藝，采用BiCMOS工藝，從而大大降低了芯片功耗。第三，該器件采用了主動(dòng)突發(fā)模式，從而通過(guò)在負載較小時(shí)交替突發(fā)“打開(kāi)”和“關(guān)斷”開(kāi)關(guān)元件，以大大降低有效開(kāi)關(guān)頻率。突發(fā)模式方案十分強健，并不會(huì )使系統變得不穩定。憑借這些技術(shù)，ICE3BS03LJG可以使系統實(shí)現超低待機功耗。

對于60W的演示板，其在無(wú)負載時(shí)測得的待機功耗為58.48mW，在交流輸入電壓為265V，負載為0.5W時(shí)的待機功耗為0.71W(見(jiàn)圖2)。
 
圖2  采用ICE3BS03LJG器件的電源待機功耗

主動(dòng)突發(fā)模式的控制方案如下所示。

在輕負載工作期間，反饋電壓隨著(zhù)負載的減小而降低。當VFB電壓降低到1.23V以下并持續20ms后，ICE3BS03LJG進(jìn)入主動(dòng)突發(fā)模式。進(jìn)入主動(dòng)突發(fā)模式之后，反饋控制電平被改變，以便器件工作在3.0V和3.5V之間。系統將在反饋電壓為3.0V時(shí)停止開(kāi)關(guān)，這意味著(zhù)在這種工作模式下芯片一直在調節輸出電壓。隨后，輸出電壓將緩慢下降，同時(shí)反饋控制電平將緩慢上升。當反饋電壓升至3.5V時(shí)，系統將開(kāi)始開(kāi)關(guān)操作，這意味著(zhù)輸出電壓降低到調節范圍的下限。在突發(fā)“導通”期間，電流讀入閥值被降低到0.25V(正?？刂频?/4)，從而可以有效地降低噪聲。當輸出負載提高到正常負載時(shí)，反饋電壓將隨著(zhù)輸出電壓的降低而增大。當它達到4.0V時(shí)，系統將脫離主動(dòng)突發(fā)模式，并進(jìn)入正常工作狀態(tài)(見(jiàn)圖3)。由于ICE3BS03LJG在不斷監測反饋電壓，負載跳變的響應速度很快，使得輸出電壓下降最小化。
 
 圖3  主動(dòng)突發(fā)模式的框圖和示意圖