COOLMOSICE2A系列的应用研究

2011-05-23 17:03:13来源: 互联网
摘要:由InfineonTechnologies(IT)公司推出的COOLMOSICE2A165/265/365系列芯片是PWM+MOSFET二合一芯片,其优点是:用它做开关电源,无需加散热器,在通用电网即可输出20~50W的功率;保护功能齐全;电路结构简单;能自动降低空载时的工作频率,从而降低待机状态的损耗,故在中小功率开关电源中有着广泛的应用前景。关键词: COOLMOS;特性;应用ApplicationResearchofCOOLMOSICE2AFamilyIC

ZHOUXin?ying,ZHAOKeAbstract:TheCOOLMOSICE2AfamilyICproducedbyIT consistsofPWMandMOSFETtwoinone,andhasmanya

advantagesuchasoutputpower20~50Winnormallineandnoheatsinkrequired, multi?protectionfunction,onlyafewexternalcomponentsrequiredinSMPS,automatical reducingfrequencyinnoloadtoavoidnoiseandstandbypowerconsumption andhenceitcanbebroadlyappliedinmiddleandsmallpowerSMPS.Keywords:COOLMOS; Performance;Application中图分类号:TN492文献标识码:B文章编号: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,其主要特点是

1)FET的耐压为650V,ICE2A365的导通电阻低,为0.5Ω;

2)无需加散热器即可输出较大的功率,具体输出功率见表1;

3)具有过、欠压保护、过热保护及过流保护,并具有自恢复功能;

4)待机状态及空载时能自动降低工作频率,从而

降低损耗,最低工作频率为21.5kHz,以避免可闻噪声;

5)电路结构简单,所需外部元器件少,从而大大减少开关电源的体积和重量。

可见,用COOLMOS系列芯片做开关电源时,其性能价格比具有明显的优势。

2管脚功能介绍

ICE2A165/265/365为双列直插8脚结构,其外型如图1所示。

脚1软启动设置,使用者可自行设置所需软启动时间,并具有自动重启动功能。

脚2用于反馈信号输入,以控制PWM,调整占空比,最大占空比为0.72。

脚3MOSFET工作电流检测脚,以达到过流保护的目的。

脚4、5为MOSFET的漏极。

脚6空脚。

脚7PWM控制器电源,8.5~21V。

脚8电源地。

3电路组成

采用COOLMOSICE2A165/265/365组成的开

图1管脚结构图(顶视)

图2由COOLMOSICE2A165/265/365组成的

12V,3A开关电源原理电路图

关电源原理电路如图2所示。

由图2可见,采用ICE2A165/265/365组成的开关电源由下列几部分组成:

1)整流滤波电路,由C11、L、C12、R2、C13、C14、C15及整流桥组成,以得到直流电压供给COOLMOS的漏极;

2)主变换器,由COOLMOS(U1)及脉冲变压器T组成;

3)后整流及滤波部分,由肖特基整流管VD3、VD4及C16、L6、C17、C3组成;

4)反馈控制部分,由U2、R9、R12、R13、R15、R1、C10、R14、R10和C5组成;

5)软启动时间由C4决定;

6)过流保护由取样电阻R7设定;

7)辅助电路,由VD5、R8、C18、C7及稳压管Z1组成,供给控制器电源;

8)R3和R4为芯片自启动限流电阻;

9)VD1、R5和C4为缓冲电路。

从原理图上可以看出,用ICE2A系列芯片组成的开关电源,其电路结构较简单,外部元器件少。

4外部元件值的估算

用COOLMOS组成开关电源时,其主要元件为脉冲变压器、软启动电容C4、过流检测电阻 R7及补偿网络C10、R14值的确定,分述如下。

1)脉冲变压器T

采用ICE2A165/265/365组成开关电源时,其脉冲变压器的初级电感在400~600μH范围内比较合适,在反激式电路中,磁芯应加气隙,以调整脉冲变压器的初级电感,同时应注意变压器的绕组排列,以尽量减少漏感,避免造成对MOSFET的过大的应力。

2)软启动电容C4

C4可用下式估算C4=(1)

式中:tsoft?start—软启动时间;

Rsoft?start—软启动电阻(芯片内)。

设tsoft?start=5ms,当环境温度为65℃时,Rsoft?start=48kΩ,将上述数据代入式(1)得到

C4≈0.06μF,取标称值0.068μF。

3)过流检测电阻R7R7接在MOSFET的源极,以检测MOSFET的工作电流,R7×IDPeak?1V,若IDPeak=4.5A,则R7==0.22Ω。

4)补偿网络C10、R14

C10、R14组成滞后补偿网络,其时常数τ=1~3ms,若C10=0.1μF,则R14==10~30kΩ

而初级补偿网络R10、C5的时间常数一般为200ns。

5电路不易起振的问题

ICE2A165/265/365组成开关电源,最主要的问题是不易起振,可用以下方法解决此问题。

1)输出端要加假负载。当输出端空载时电路不易起振,若假负载电流超过15mA时,便易启动。

2)控制器部分的电源电压不能超过16.5V,若超过则易受保护而难以起振。

3)过流检测电阻R7不宜过大,过大则难以起振,因为此时R7上的电压已超过1V。

6结语

用ICE2A165/265/365组成的开关电源具有较多的优点,其性能价格比比同类芯片高,因而在DVD电源、机顶盒电源及仪器仪表电源中具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].电子工业出版社,1998

[2]沙占友等编著.新型单片开关电源的设计与应用[M].电子工业出版社,2001.

关键字:系列  应用研究

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0523/article_9004.html
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