COOLMOSICE2A系列的應(yīng)用研究

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，其優(yōu)點是：用它做開關(guān)電源，無需加散熱器，在通用電網(wǎng)即可輸出20～50W的功率；保護功能齊全；電路結(jié)構(gòu)簡單；能自動降低空載時的工作頻率，從而降低待機狀態(tài)的損耗，故在中小功率開關(guān)電源中有著廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞： COOLMOS；特性；應(yīng)用ApplicationResearchofCOOLMOSICE2AFamilyIC

ZHOUXin?ying,ZHAOKeAbstract:TheCOOLMOSICE2AfamilyICproducedbyIT consistsofPWMandMOSFETtwoinone,andhasmanya

advantagesuchasoutputpower20～50Winnormallineandnoheatsinkrequired, multi?protectionfunction,onlyafewexternalcomponentsrequiredinSMPS,automatical reducingfrequencyinnoloadtoavoidnoiseandstandbypowerconsumption andhenceitcanbebroadlyappliedinmiddleandsmallpowerSMPS.Keywords:COOLMOS; Performance;Application中圖分類號：TN492文獻標識碼：B文章編號：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，其主要特點是

1）FET的耐壓為650V，ICE2A365的導(dǎo)通電阻低，為0.5Ω;

2）無需加散熱器即可輸出較大的功率，具體輸出功率見表1；

3）具有過、欠壓保護、過熱保護及過流保護，并具有自恢復(fù)功能；

4）待機狀態(tài)及空載時能自動降低工作頻率，從而

降低損耗，最低工作頻率為21.5kHz，以避免可聞噪聲；

5）電路結(jié)構(gòu)簡單，所需外部元器件少，從而大大減少開關(guān)電源的體積和重量。

可見，用COOLMOS系列芯片做開關(guān)電源時，其性能價格比具有明顯的優(yōu)勢。

2管腳功能介紹

ICE2A165/265/365為雙列直插8腳結(jié)構(gòu)，其外型如圖1所示。

腳1軟啟動設(shè)置，使用者可自行設(shè)置所需軟啟動時間，并具有自動重啟動功能。

腳2用于反饋信號輸入，以控制PWM，調(diào)整占空比，最大占空比為0.72。

腳3MOSFET工作電流檢測腳，以達到過流保護的目的。

腳4、5為MOSFET的漏極。

腳6空腳。

腳7PWM控制器電源，8.5～21V。

腳8電源地。

3電路組成

采用COOLMOSICE2A165/265/365組成的開

圖1管腳結(jié)構(gòu)圖（頂視）

圖2由COOLMOSICE2A165/265/365組成的

12V，3A開關(guān)電源原理電路圖

關(guān)電源原理電路如圖2所示。

由圖2可見，采用ICE2A165/265/365組成的開關(guān)電源由下列幾部分組成：

1）整流濾波電路，由C11、L、C12、R2、C13、C14、C15及整流橋組成，以得到直流電壓供給COOLMOS的漏極；

2）主變換器，由COOLMOS（U1）及脈沖變壓器T組成；

3）后整流及濾波部分，由肖特基整流管VD3、VD4及C16、L6、C17、C3組成；

4）反饋控制部分，由U2、R9、R12、R13、R15、R1、C10、R14、R10和C5組成；

5）軟啟動時間由C4決定；

6）過流保護由取樣電阻R7設(shè)定；

7）輔助電路，由VD5、R8、C18、C7及穩(wěn)壓管Z1組成，供給控制器電源；

8）R3和R4為芯片自啟動限流電阻；

9）VD1、R5和C4為緩沖電路。

從原理圖上可以看出，用ICE2A系列芯片組成的開關(guān)電源，其電路結(jié)構(gòu)較簡單，外部元器件少。

4外部元件值的估算

用COOLMOS組成開關(guān)電源時，其主要元件為脈沖變壓器、軟啟動電容C4、過流檢測電阻 R7及補償網(wǎng)絡(luò)C10、R14值的確定，分述如下。

1）脈沖變壓器T

采用ICE2A165/265/365組成開關(guān)電源時，其脈沖變壓器的初級電感在400～600μH范圍內(nèi)比較合適，在反激式電路中，磁芯應(yīng)加氣隙，以調(diào)整脈沖變壓器的初級電感，同時應(yīng)注意變壓器的繞組排列，以盡量減少漏感，避免造成對MOSFET的過大的應(yīng)力。

2）軟啟動電容C4

C4可用下式估算C4=(1)

式中：tsoft?start—軟啟動時間；

Rsoft?start—軟啟動電阻（芯片內(nèi)）。

設(shè)tsoft?start=5ms，當環(huán)境溫度為65℃時，Rsoft?start=48kΩ，將上述數(shù)據(jù)代入式（1）得到

C4≈0.06μF，取標稱值0.068μF。

3）過流檢測電阻R7R7接在MOSFET的源極，以檢測MOSFET的工作電流，R7×IDPeak?1V，若IDPeak=4.5A，則R7==0.22Ω。

4）補償網(wǎng)絡(luò)C10、R14

C10、R14組成滯后補償網(wǎng)絡(luò)，其時常數(shù)τ=1～3ms，若C10=0.1μF，則R14==10～30kΩ

而初級補償網(wǎng)絡(luò)R10、C5的時間常數(shù)一般為200ns。

5電路不易起振的問題

ICE2A165/265/365組成開關(guān)電源，最主要的問題是不易起振，可用以下方法解決此問題。