开关电源控制器管理论文

1、开关电源控制器管理论文摘要：TDA16846-2和TDA16847-2是英飞凌公司生产的改进型开关电源(SMPS)控制器芯片。文中介绍了其主要特点，重点介绍了基于TDA16846-2的彩电SMPS电路工作原理。 关键词：SMPS；控制器；TDA168460-2/TDA16847；PFC 概述 英飞凌()公司推出的和开关电源控制器自投放市场以来，在、接收机及监视器等中获得了广泛应用。目前对这两种控制器进行了改进，并将改进和创新后的器件称为型或第二代产品，型号分别为和。 是支持低功率待机和功率因数校正的控制器，可用于固定频率或同步模式反激式变换器中，该产品既可以驱动功率，也可以驱动双极型功率器件。

2、在轻载下具有低功耗性能，其开关频率可以随负载减轻而逐步降低。 的结构特点 和采用脚封装，其引脚排列如图所示。图是这两种芯片的内部结构图。 这两种器件的不同点是的脚不接，而的脚为暂态高功率电路的电源功率管理输出（该脚通过一只电容和一个电路与地相连)。两种器件的引脚功能如表所列。 表1引脚功能 引脚符号功能 1OTC内置截止时间电路，该脚与地之间连接RC电路，决定振铃抑制时间和待机频率 2PCS初级电流模拟（检测） 3RZ1调整和过零信号输入 4SRC连接软启动和控制电压调节电容器 5OC1光耦合器输入 6FC2不连接（TDA16846-2）/该脚电压大于1，2V，SMPS截止） 7SYN同步输入

3、 8N.C./PMO不连接（TDA16846-2）/暂态高功率电路功率管理输出（TDA16847-2） 9REF参考电压和电流 10FC1故障比较器1输入（该脚电压大于1V,SMPS截止） 11PVC初级电压检测 12GND地 13OUTMOSFET栅极驱动输出 14VCC电源电压 除具有软启动、低功耗、低启动电流及欠压过压保护、电流限制短路保护及静电放电保护功能外，还具有如下主要特点： 带有，并采用电荷泵电路； 频率随负载减轻可连续降低，在待机模式下，频率可调至； 可在固定频率或同步模式下操作； 带有临时高功率电路（)，具有电源管理功能(仅)。 的脚（）输入电压范围扩大到，该脚与地之间不再需

4、要连接电阻；脚（）改进了启动特性，阻止了变压器饱和；脚（）通过加入尖峰信号消隐，提高了抗噪扰能力；脚（）减小了截止态输出电压电平；脚（）通过尖峰消隐，改善了抗噪性能。 与先前的比较，和除进一步强化了低功率待机功能外，还在抗噪性能方面具有明显改善。 支持低功率待机功能，在彩电等应用系统中具有重要意义。美国“能源之星”等标准要求电视机的待机功耗不大于，根据中国节能产品认证中心抽样调查，国产彩电待机功耗低于的只占被测彩电总量的，而以上的却占。目前待机功耗低于的国产彩电系列品种虽有较大增加，但距全部实现低于的目标尚有一定距离。使用设计的彩电可以满足低待机功耗的要求，而且可以降低成本。 图2 应用电路及

5、工作原理 用作控制器的电路如图所示。为执行，该电路在桥式整流器与的滤波电容之间插入了由电感、二极管和电容组成的电荷泵电路，这样配合功率开关(），就可在桥式整流器输入端产生接近正弦波的电流，且与线路电压接近同相位，从而使线路功率因数(）远远大于.，电流总谐波失真(）低于。 启动特性 加电之后，由于滤波电容正极上有直流干线电压，所以与脚连接的电阻将有电流通过。该电流从的脚流入，经脚与脚内部连接的二极管参见图对脚外部电容充电。一旦上的充电电压达到的导通电平以上时，芯片开始工作。器件脚上导通电流典型值为，通过放电使脚上的电压下降，在尚未降至欠压关断门限时，变压器的辅助绕组(）将通过脚外部二极管对芯片提

6、供所需的电流。当在固定频率下工作时，为防止在启动期间出现多重脉冲，可在的脚脉冲电压超过门限之前，使工作于自由振荡(）模式。 初级电流模拟电流限制 电路中的脚外部电阻和电容用于产生一个与功率晶体管电流成正比的电压。在截止时，脚上电压为，这样当通过被充电时，将处于导通状态。此时脚上的电压可表示为： （） 式中，为变压器初级绕组电感，为通过功率晶体管的电流。 一般施加到脚内的导通时间比较器的同相输入端，并与反相输入端上的控制电压比较。如果超过控制电压，驱动器阻断，以起到电流限制作用。控制电压最大值是内的参考电压。功率晶体管的最大电流(）为： (）(） 控制电压可由内的误差放大器、光耦合器或脚上的电压

7、(）来决定。 图3 折回(）点校正 脚（)上的电压可从连接到总线与地之间的电阻分压器（与)上获得。如果经整流的总线电压升高，功率晶体管的最大电流（)将减小。实际上，最大电流（)是独立的，与总线电压无关。可表示为： （)（) 截止时间电路 脚（)外部与地之间连接的和用于组成并联网络。当驱动器关断时，内部电流源首先用的电流对脚外部电容充电。一旦脚（)上电压达到，充电电流将达到，直到上的电压被充电到为止。的充电时间约为（)。 当上的电压达到以后，内部电流源将被切断，通过放电。当脚上的电压施加到内部截止时间比较器时，比较器的另一个输入就是控制电压。当截止时间比较器输出高电平且脚上的电压低于时，内部导通

8、时间触发器置位，以保证功率晶体管在最小的电压时接通。如果没有过零信号则进入脚，那么，在脚上的电压低于.之前，功率晶体管将经过一段延时之后接通。只要脚上电压高于被限制的控制电压，导通时间触发器就会截止，以抑制脚上不适当的过零信号。而一旦控制电压低于，关断时间将达到恒定的最大值(）。表列出了控制电压与输出功率及截止时间的关系。 表2控制电压与输出功率、截止时间关系 控制电压输出功率截止时间 1.52V低不变（达最大值） 23.5V中减小 3.55V高自由振荡 实际上，变换器开关频率是输出功率的函数。 的负载从属频率曲线如图所示。 误差放大器软启动 的（)脚是误差放大器和过零信号输入，（)脚是控制电压输入。误差放大器的同相输入端是参考电压。脚上的输入信号可从变压器辅助绕组经和组成的电阻分压器获得。如果脚上的输入脉冲高于门限时，脚上的控制电压将被拉低。因此，脚与地之间连接的电容可用于决定控制电压的控制速度和软启动持续时间。 固定频率与同步化操作 在图所示的应用电路中，由于的脚与脚（参考电压输出)是连接在一起的，故工作在自由振荡调节模式。 若要求在