thx203h应用电源电路图

发表于 2017-11-22 14:54:33 收藏 已收藏
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thx203h应用电源电路图

发表于 2017-11-22 14:54:33
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  概述

  thx203h是一款高性能电流模式PWM控制器。专为高性价比AC/DC转换器设计。在85V-265V的宽电压范围内提供高达12W的连续输出功率,峰值输出功率更可以达到18W。优化的高合理性的电路设计结合高性能价格比的双极型制作工艺,最大程度上节约了产品的整体成本。该电源控制器可工作于典型的反激电路拓扑中,构成简洁的AD/DC转换器。IC内部的启动电路被设计成一种独特的电流吸入方式,可利用功率开关管本身的放大作用完成启动,这显著地降低了启动电阻的功率消耗;而在输出功率较小时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,直接利用了双极性晶体管的CB高耐压特性,大幅提高功率管的耐电压能力直到700V的高压,这保证了功率管的安全。IC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,提高了电源的可靠性。电流限制及时钟频率可由外部器件进行设定。现可提供DIP8的标准封装和满足欧洲标准的环保无铅封装。

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  应用信息:

  1、CT定时电容与开关频率的关系

  由内部电流源对CT电容进行100uA恒流充电形成时钟的上升沿,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,形成时钟的下降沿,完成一个时钟周期,一个时钟周期约为:

  T=CT*24000(S)

  Fs=1/T(Hz)

  尽管双极型电路也能工作在较高的频率下,但对于双极功率开关而言,仍需考虑存储时间对开关损耗的影响。通常比较合适的开关频率约在70KHz以下。在一般的应用场合可将THX203H的CT电容按680PF配置,此时对应的工作频率约为61KHz左右。

  2、FB反馈与控制

  在正常工作状态,FB的电压将决定最大开关电流的值,此电压越高开关电流越大(仅受限于峰值电流限制)。FB引脚内部上拉600uA电流源,下拉电阻约33KΩ(近似等效值)。此外在FB电压低于1.8V时,将使振荡周期加大,开关频率下降,低于1.8V越多,开关频率将越低。外接FB电容将对反馈带宽产生影响,进而影响某些外部参数,比如瞬态特性。

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  对于CFB电容的值,典型的应用可在10-100nF之间根据反馈回路的频率特性进行选取。

  3、过温度保护

  IC内部集成了精确的过温度保护功能。在芯片内部温度达到140℃时,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。如下图所示:

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  4、功率管驱动特性与高耐压偏置技术

  功率管采用斜坡电流驱动,驱动电流随输出功率增加而增加,在FB=0时,OB电流约为40mA,在FB=6V时,OB电流约为120mA,小输出时的驱动功耗得到显著的降低。

  IC内部集成了独特的偏置技术,在功率管关断时,OB输出立即下拉到地,同时偏置OE输出到约1.5V,反向偏置发射结,加速Ic电流的下降速度,扩展了有效的安全工作区,开关管承受反向的CB电压,使得开关管达到700V的电压承受能力。关于更详细的开关管耐压特性请参考相关的技术数据。

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  偏置波形如下图所示:

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  5、过压与欠压保护

  IC具有带迟滞的欠电压保护功能。在VCC电压达到8.8V时IC开始启动,这个初始的启动电压有驱动电阻提供,输入的高电压通过驱动电阻注入开关管的基极,放大的Ic电流在IC内部经过限制电路对VCC电容充电,从而形成驱动电压。在IC正常工作时应保持VCC电压在4.8-9V之间(包括满负载输出的情况),若VCC电压下降到4.4V则振荡器将进入关闭状态,VCC进一步降低到3.8V时,IC即开始重新启动。如下图所示:

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  IC内部VCC具有一个上限电压比较器控制,若VCC试图大于9.6V,则比较器动作,FB将被下拉,锁定VCC至9.6V,达到过电压的限制功能。利用此功能可以方便地实现前端的电压反馈功能,也可避免输出开环时的输出电压大幅度升高现象,保障负载的安全。因为此特性的存在,VCC的设计应保持在合适的范围,避免在大输出负载时VCC的上升过高,IC过压限制动作导致的输出电压下降现象。

  6、最大开关电流限制

  IC具有逐周期电流限制功能。每个开关周期均对开关电流进行检测,达到FB设定的电流或防上限电流时即进入关周期,电流的检测具有实时前沿消隐功能,屏蔽开关尖峰,避免开关电流的错误检测。合理的温度补偿则消除了温度的影响,相对常规的MOSFET(温度变化时的Ron变化很大)开关芯片,开关电流在一个较宽的范围都可以非常精准,这样将允许设计者在设计方案时不必留有太大的余量即可满足较大的工作温度范围,提高电路的使用安全性。

  对于THX203H,其允许的最大开关电流限制值为0.80A。在一个设计在80V反射电压,0.65A开关电流的反激式电源中,可以容易地实现大于12W的输出功率,且满足宽的温度范围。

  7、散热的要求

  对于一个典型的功率开关而言,应使用必要的散热措施,以避免过高的温度导致热保护。IC内部主要的发热是开关管的开关损耗产生的热量,因此恰当的散热位置是IC的Pin7-8脚,一个易于使用的方法是在Pin7-8脚铺设一定面积的PCB铜箔,尤其在铜箔之上镀锡处理将大大增加散热能力。对于一个85-265V输入,12W输出的典型应用,200mm2的铜箔面积是必要的。

  参考布线如下图:

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