thx203h應(yīng)用電源電路圖

概述

thx203h是一款高性能電流模式PWM控制器。專為高性價(jià)比AC/DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)。在85V-265V的寬電壓范圍內(nèi)提供高達(dá)12W的連續(xù)輸出功率，峰值輸出功率更可以達(dá)到18W。優(yōu)化的高合理性的電路設(shè)計(jì)結(jié)合高性能價(jià)格比的雙極型制作工藝，最大程度上節(jié)約了產(chǎn)品的整體成本。該電源控制器可工作于典型的反激電路拓?fù)渲?，?gòu)成簡(jiǎn)潔的AD/DC轉(zhuǎn)換器。IC內(nèi)部的啟動(dòng)電路被設(shè)計(jì)成一種獨(dú)特的電流吸入方式，可利用功率開關(guān)管本身的放大作用完成啟動(dòng)，這顯著地降低了啟動(dòng)電阻的功率消耗;而在輸出功率較小時(shí)IC將自動(dòng)降低工作頻率，從而實(shí)現(xiàn)了極低的待機(jī)功耗。在功率管截止時(shí)，內(nèi)部電路將功率管反向偏置，直接利用了雙極性晶體管的CB高耐壓特性，大幅提高功率管的耐電壓能力直到700V的高壓，這保證了功率管的安全。IC內(nèi)部還提供了完善的防過載防飽和功能，可實(shí)時(shí)防范過載、變壓器飽和、輸出短路等異常狀況，提高了電源的可靠性。電流限制及時(shí)鐘頻率可由外部器件進(jìn)行設(shè)定?，F(xiàn)可提供DIP8的標(biāo)準(zhǔn)封裝和滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保無鉛封裝。

應(yīng)用信息：

1、CT定時(shí)電容與開關(guān)頻率的關(guān)系

由內(nèi)部電流源對(duì)CT電容進(jìn)行100uA恒流充電形成時(shí)鐘的上升沿，在充電電壓至2.5V時(shí)，內(nèi)部電路將以1.9mA的下拉電流對(duì)CT放電，形成時(shí)鐘的下降沿，完成一個(gè)時(shí)鐘周期，一個(gè)時(shí)鐘周期約為：

T=CT*24000(S)

Fs=1/T(Hz)

盡管雙極型電路也能工作在較高的頻率下，但對(duì)于雙極功率開關(guān)而言，仍需考慮存儲(chǔ)時(shí)間對(duì)開關(guān)損耗的影響。通常比較合適的開關(guān)頻率約在70KHz以下。在一般的應(yīng)用場(chǎng)合可將THX203H的CT電容按680PF配置，此時(shí)對(duì)應(yīng)的工作頻率約為61KHz左右。

2、FB反饋與控制

在正常工作狀態(tài)，F(xiàn)B的電壓將決定最大開關(guān)電流的值，此電壓越高開關(guān)電流越大(僅受限于峰值電流限制)。FB引腳內(nèi)部上拉600uA電流源，下拉電阻約33KΩ(近似等效值)。此外在FB電壓低于1.8V時(shí)，將使振蕩周期加大，開關(guān)頻率下降，低于1.8V越多，開關(guān)頻率將越低。外接FB電容將對(duì)反饋帶寬產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響某些外部參數(shù)，比如瞬態(tài)特性。

對(duì)于CFB電容的值，典型的應(yīng)用可在10-100nF之間根據(jù)反饋回路的頻率特性進(jìn)行選取。

3、過溫度保護(hù)

IC內(nèi)部集成了精確的過溫度保護(hù)功能。在芯片內(nèi)部溫度達(dá)到140℃時(shí)，熱保護(hù)電路動(dòng)作，將時(shí)鐘信號(hào)下拉，使開關(guān)頻率降低，降低功耗。開關(guān)頻率隨溫度的升高而降低，直至振蕩器關(guān)閉。如下圖所示：

4、功率管驅(qū)動(dòng)特性與高耐壓偏置技術(shù)

功率管采用斜坡電流驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電流隨輸出功率增加而增加，在FB=0時(shí)，OB電流約為40mA，在FB=6V時(shí)，OB電流約為120mA，小輸出時(shí)的驅(qū)動(dòng)功耗得到顯著的降低。

IC內(nèi)部集成了獨(dú)特的偏置技術(shù)，在功率管關(guān)斷時(shí)，OB輸出立即下拉到地，同時(shí)偏置OE輸出到約1.5V，反向偏置發(fā)射結(jié)，加速Ic電流的下降速度，擴(kuò)展了有效的安全工作區(qū)，開關(guān)管承受反向的CB電壓，使得開關(guān)管達(dá)到700V的電壓承受能力。關(guān)于更詳細(xì)的開關(guān)管耐壓特性請(qǐng)參考相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)。

偏置波形如下圖所示：

5、過壓與欠壓保護(hù)

IC具有帶遲滯的欠電壓保護(hù)功能。在VCC電壓達(dá)到8.8V時(shí)IC開始啟動(dòng)，這個(gè)初始的啟動(dòng)電壓有驅(qū)動(dòng)電阻提供，輸入的高電壓通過驅(qū)動(dòng)電阻注入開關(guān)管的基極，放大的Ic電流在IC內(nèi)部經(jīng)過限制電路對(duì)VCC電容充電，從而形成驅(qū)動(dòng)電壓。在IC正常工作時(shí)應(yīng)保持VCC電壓在4.8-9V之間(包括滿負(fù)載輸出的情況)，若VCC電壓下降到4.4V則振蕩器將進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，VCC進(jìn)一步降低到3.8V時(shí)，IC即開始重新啟動(dòng)。如下圖所示：

IC內(nèi)部VCC具有一個(gè)上限電壓比較器控制，若VCC試圖大于9.6V，則比較器動(dòng)作，F(xiàn)B將被下拉，鎖定VCC至9.6V，達(dá)到過電壓的限制功能。利用此功能可以方便地實(shí)現(xiàn)前端的電壓反饋功能，也可避免輸出開環(huán)時(shí)的輸出電壓大幅度升高現(xiàn)象，保障負(fù)載的安全。因?yàn)榇颂匦缘拇嬖?，VCC的設(shè)計(jì)應(yīng)保持在合適的范圍，避免在大輸出負(fù)載時(shí)VCC的上升過高，IC過壓限制動(dòng)作導(dǎo)致的輸出電壓下降現(xiàn)象。

6、最大開關(guān)電流限制

IC具有逐周期電流限制功能。每個(gè)開關(guān)周期均對(duì)開關(guān)電流進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到FB設(shè)定的電流或防上限電流時(shí)即進(jìn)入關(guān)周期，電流的檢測(cè)具有實(shí)時(shí)前沿消隱功能，屏蔽開關(guān)尖峰，避免開關(guān)電流的錯(cuò)誤檢測(cè)。合理的溫度補(bǔ)償則消除了溫度的影響，相對(duì)常規(guī)的MOSFET(溫度變化時(shí)的Ron變化很大)開關(guān)芯片，開關(guān)電流在一個(gè)較寬的范圍都可以非常精準(zhǔn)，這樣將允許設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)方案時(shí)不必留有太大的余量即可滿足較大的工作溫度范圍，提高電路的使用安全性。

對(duì)于THX203H，其允許的最大開關(guān)電流限制值為0.80A。在一個(gè)設(shè)計(jì)在80V反射電壓，0.65A開關(guān)電流的反激式電源中，可以容易地實(shí)現(xiàn)大于12W的輸出功率，且滿足寬的溫度范圍。

7、散熱的要求

對(duì)于一個(gè)典型的功率開關(guān)而言，應(yīng)使用必要的散熱措施，以避免過高的溫度導(dǎo)致熱保護(hù)。IC內(nèi)部主要的發(fā)熱是開關(guān)管的開關(guān)損耗產(chǎn)生的熱量，因此恰當(dāng)?shù)纳嵛恢檬荌C的Pin7-8腳，一個(gè)易于使用的方法是在Pin7-8腳鋪設(shè)一定面積的PCB銅箔，尤其在銅箔之上鍍錫處理將大大增加散熱能力。對(duì)于一個(gè)85-265V輸入，12W輸出的典型應(yīng)用，200mm2的銅箔面積是必要的。

參考布線如下圖：

thx203h應(yīng)用電源電路圖