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具有低功耗待机和PFC功能的开关电源控制器

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:TDA16846-2和TDA16847-2是英飞凌公司生产的改进型开关电源(SMPS)控制器芯片。文中介绍了其主要特点,重点介绍了基于TDA16846-2的彩电SMPS电路工作原理。
  关键词:SMPS;控制器;TDA168460-2/TDA16847;PFC
  
  1概述
  
  英飞凌(Infineon)公司推出的TDA16846和TDA16847开关电源控制器自投放市场以来,在TV、VCR、SAT接收机及PC监视器等SMPS中获得了广泛应用。目前对这两种控制器进行了改进,并将改进和创新后的器件称为2型或第二代产品,型号分别为TDA16846-2和TDA16847-2。
  
  TDA16846-2/TDA16847-2是支持低功率待机和功率因数校正PFC的SMPS控制器,可用于固定频率PFC或同步模式反激式变换器中,该产品既可以驱动功率MOSFET,也可以驱动双极型功率器件。TDA16846-2/TDA16847-2在轻载下具有低功耗性能,其开关频率可以随负载减轻而逐步降低。
  
  2TDA16846-2/47-2的结构特点
  
  TDA16846-2和TDA16847-2采用14脚P-DIP-14-3封装,其引脚排列如图1所示。图2是这两种芯片的内部结构图。
  
  这两种器件的不同点是TDA16846-2的8脚不接,而TDA16847-2的8脚为暂态高功率电路的电源功率管理输出(该脚通过一只电容和一个RC电路与地相连)。两种器件的引脚功能如表1所列。
  
  表1引脚功能
  
  引脚符号
  功能
  
  1OTC内置截止时间电路,该脚与地之间连接RC电路,决定振铃抑制时间和待机频率2PCS初级电流模拟(检测)3RZ1调整和过零信号输入4SRC连接软启动和控制电压调节电容器5OC1光耦合器输入6FC2不连接(TDA16846-2)/该脚电压大于1,2V,SMPS截止)7SYN同步输入8N.C./PMO不连接(TDA16846-2)/暂态高功率电路功率管理输出(TDA16847-2)9REF参考电压和电流10FC1故障比较器1输入(该脚电压大于1V,SMPS截止)11PVC初级电压检测12GND地13OUTMOSFET栅极驱动输出14VCC电源电压
  TDA16846-2/TDA16847-2除具有软启动、低功耗、低启动电流及欠压/过压保护、电流限制/短路保护及静电放电ESD保护功能外,还具有如下主要特点:
  
  ●带有PFC,并采用电荷泵电路;
  
  ●频率随负载减轻可连续降低,在待机模式下,频率可调至20kHz;
  
  ●可在固定频率或同步模式下操作;
  
  ●带有临时高功率电路(THPC),具有电源管理功能(仅TDA16847-2)。
  
  TDA16846-2/TDA16847-2的5脚(OCI)输入电压范围扩大到0V,该脚与地之间不再需要连接电阻;7脚(SYN)改进了启动特性,阻止了变压器饱和;11脚(PVC)通过加入尖峰信号消隐,提高了抗噪扰能力;13脚(OUT)减小了截止态输出电压电平;14脚(VCC)通过尖峰消隐,改善了抗噪性能。
  
  与先前的TDA16846/TDA16847比较,TDA16846-2和TDA16847-2除进一步强化了低功率待机功能外,还在抗噪性能方面具有明显改善。
  
  TDA16846-2/TDA16847-2支持低功率待机功能,在彩电等应用系统中具有重要意义。美国“能源之星”等标准要求电视机的待机功耗不大于3W,根据中国节能产品认证中心CPCE抽样调查,国产彩电待机功耗低于3W的只占被测彩电总量的13.4%,而9W以上的却占34.8%。目前待机功耗低于3W的国产彩电系列品种虽有较大增加,但距全部实现低于3W的目标尚有一定距离。使用TDA16846-2/TDA16847-2设计的彩电SMPS可以满足低待机功耗的要求,而且可以降低成本。
  
  图2
  
  3应用电路及工作原理
  
  用TDA16846-2作控制器的SMPS电路如图3所示。为执行PFC,该电路在桥式整流器与150μF的滤波电容C07之间插入了由电感L08、二极管D08和电容C08组成的电荷泵电路,这样配合功率开关(T01),就可在桥式整流器输入端产生接近正弦波的AC电流,且与AC线路电压接近同相位,从而使线路功率因数(PF)远远大于0.90,电流总谐波失真(THD)低于20%。
  
  3.1启动特

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