周 新 英 ， 越 珂
(南 昌 航 空 工 业 学 院 电 子 系 ， 江 西 南 昌330034）
摘 要： 由 Infineon Technologies （ IT） 公 司 推 出 的 COOLMOS ICE2A165/265/365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
1 引 言
由 IT公 司 推 出 的 COOLMOS IC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
ICE2A 165/265/365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 3 MOSFET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 7 PWM控 制 器 电 源 ， 8.5～ 21V。
脚 8 电 源 地 。
3 电 路 组 成
采 用 COOLMOS ICE2A165/265/365 组 成 的 开关 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 ICE2A 165/265/365 组 成 开 关 电 源 时 ， 其 脉 冲 变 压 器 的 初 级 电 感 在 400～ 600μ H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
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≈ 0.06μ F， 取 标 称 值 0.068μ F。
3） 过 流 检 测 电 阻 R7
R7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=0.1μ F， 则
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
ICE2A 165/265/365 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 ICE2A 165/265/365 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.
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