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高性能电流模式PWM控制器满足绿色电源设计需求

发布时间:2020-06-22 发布时间:
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    随着市场发展以及人们对环境问题的广泛关注,低成本、低待机功耗和高效率的电源IC越来越受到欢迎。降低系统待机功耗、提高系统转换效率成为绿色电源IC的发展方向。今天的电源应用日益广泛,而且大部分情况下,电源是处于待机状态,虽然单个电源在待机状态下消耗的功率比较小,但整个市场庞大的用量累加起来导致消耗的总功率相当大,占到整个电源总功耗的15%甚至更多。经过近几年电源IC技术的快速发展,目前市场上大部分产品都能满足能源之星EPS2.0所规定的待机功耗300mW的要求。如今,超低待机功耗技术开始流行起来,在30W以下电源中待机功耗最小可达到30mW,未来可望更低。  

    在激烈的市场竞争环境下,西安芯派整合技术优势并加强研发管理,不断完善高性能绿色电源芯片产品线。在现有SW265X系列、SW253G和SW2263等基础上,最新推出SW2273、SW2801(QR模式)和SW2306(QR模式)等系列高效率、超低待机功耗绿色电源芯片。为满足市场需求,芯派有针对性的推出了一款高性能、低成本、电流模式PWM控制器---SW2604,该芯片外围线路简单,系统设计灵活;其待机功耗小于200mW,适用于适配器、机顶盒电源、小家电和LED照明领域。本文将重点介绍SW2604的技术特点与应用设计注意事项。


图1:SW2604内部电路参考框图

    SW2604的技术特点

    SW2604内部电路参考框图如图1所示。该电源控制器可工作在典型的反激电路拓扑中,构成简洁的AC/DC 转换器;在85~265V的宽电压范围内可提供高达12W的连续输出功率;借助优化的电路设计并结合高性价比双极型制造工艺,最大程度节约了产品的整体成本。SW2604内部电路如图1所示。芯片内部启动电路被设计成一种独特的电流吸入方式,可利用功率开关管的本身放大作用完成启动(开关管Ic对Ib的放大),从而显著降低了启动电阻的功率消耗。在输出功率较小时,Ic将自动降低工作频率,从而实现了极低的待机功耗;在功率管截止时,内部电路将功率管反向偏置,直接利用双极型晶体管的CB高耐压特性,大幅提高功率管的耐电压能力直到700V高压,这保证了功率管的安全;芯片内部还提供了完善的防过载、防饱和功能,可实时防范过载、变压器饱和、输出短路等异常状况,提高了电源可靠性。SW2604主要特点如下:

    A 工作频率可调

    SW2604的工作频率由外部CT电容可调。芯片内部电流源对CT电容进行100μA恒流充电形成时钟上升沿,在充电电压至2.5V时,内部电路将以1.9mA的下拉电流对CT放电,形成时钟下降沿,完成一个时钟周期。对于双极性功率开关而言,需要考虑存储时间对开关损耗的影响,开关频率通常设置在70KHz以下。

    B 过温度保护功能

    SW2604芯片内部集成了精确的过温保护功能。在芯片内部温度达到140℃,热保护电路动作,将时钟信号下拉,使开关频率降低,降低功耗。开关频率随温度的升高而降低,直至振荡器关闭。如图2所示。


图2:SW2604芯片内部集成了精确的过温保护功能




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