进步电源模组牢靠度　低功率返驰式PWM IC建功

返驰式(Flyback)架构的电源转换器根据线路简略、零件少等长处，在小瓦特(W)数的电源转换器上广泛被选用，尤其是低功率沟通对直流(AC-DC)返驰式脉冲宽度调变(PWM)IC更具运用远景。
本钱考量摆榜首　六接脚PWM IC封装成干流

图1所示为典型返驰式PWM IC的运用线路，其间，图1a是运用高压发动的PWM IC；图1b则是运用低压发动的PWM IC。　

图1 典型返驰式PWM IC运用线路示意图

两者首要差异为高压发动的PWM IC将整流往后的直流高压接至HV接脚，再藉由HV接脚以定电流的办法对Vcc接脚上的电容充电，直到IC发动中止。　

而低压发动PWM IC则从沟通输入(AC Line)端透过发动电阻对Vcc接脚上的电容充电让IC作业。以图1b为例，线路上首要可区分为几个部分，一是由开关晶体、变压器和整流二极体组成返驰式架构，别的由TL431和光耦合器组成二次侧电压回授，最终是由PWM IC及周边零件构成的操控部分。　

值得一提的是，在5～70瓦(W)的运用中，返驰式PWM IC现在常用的封装有八接脚的SOP8与DIP8，以及六接脚的SOT26。以通嘉科技产品为例，如图2所示是典型八接脚反驰式PWM IC的脚位图，其首要以高压发动为主，接脚功用包含HV接脚接至AC整流后端，供应IC开机前的发动电流，在IC作业后，即中止发动电流的输出；NC接脚则无作用，首要是添加HV接脚与其他低压接脚的安全间隔。　

图2 SOP8/DIP8 PWM IC接脚阐明图

此外，Vcc接脚供应IC的作业电源，在发动前由HV接脚供应发动电流，当发动后改由变压器的辅佐绕圈供应；OUT接脚为输出驱动开关电晶体的PWM波形；CS接脚担任开关晶体的电流侦侧；补偿接脚(COMP)做回授补偿用；GND接脚做为IC的地。　

其间榜首支接脚供应可选择性的特别功用，它的特别功用大致上有下列几种：RT供应可调整的作业频率；CT供应可调整的过负载维护推迟(OLP Delay)时刻；BNO供应可调整的开关机电压；Latch用来做外部过温维护(OTP)或其他维护功用。　

另一方面，图3是典型六接脚返驰式PWM IC的脚位图，它与八接脚封装最首要的差异是在HV接脚与NC接脚，其他功用脚位则与八接脚包装的简直相同。因为各家厂商都不断的在做下降本钱(Cost Down)的动作，SOT26的封装价格比SOP8低大约三到五成，使得SOT26包装的PWM IC有逐步成为商场干流的趋势。现在各家IC规划公司都努力开发功用更强且价格便宜的新产品，让电源规划工程师们能够更简单又快速规划出契合标准的产品。　

图3 SOT26 PWM IC接脚阐明图

低压发动优势显　六接脚封装效益多

以六接脚SOT26封装PWM IC而言，未来运用开展远景一片光亮，包含可运用于极低的Vcc发动电流(Startup Current)与作业电流，如图4所示是一般低压发动的线路，在Vcc接脚电压低于IC发动电压触发点(UVLO_on)时，IC自身就会有内部逻辑耗费的电流，一般在IC标准上称为发动电流。而发动时刻大约能够用下式核算得知。　

图4 低电压PWM IC发动线路示意图





…(公式1)


其间，VUVLO(on)为Vcc的发动电压触发点；Vac为输入的沟通电压；Istartup系IC Vcc的发动电流。而Cvcc则是Vcc接脚上的电容器容量；Rstart为发动电阻。　

因为低压发动IC的发动电流对开机的时刻影响很大，从公式1可得知在运用相同的发动电阻与Vcc%&&&&&%器的前提下，当发动电流越小时，发动时刻也会较小；换句话说，若发动时刻要求相一起，较小的发动电流则可运用更大的发动电阻，而较大的发动电阻其功率损耗也较小，可获得更低的无载或是轻载输入功率。　

除发动电流外，IC的作业电流也对轻载与无载时的功率影响很大，现在许多标准都有待机功耗的要求，所以省电IC是必要的，但IC要到达小的电流损耗则带来规划的检测。以通嘉科技新一代的PWM IC来说，都具有极小的发动电流与作业电流，在发动时刻与无载/轻载功率体现优异。　

与此一起，因为SOT26的封装只要六个脚位，除一般常用的固定脚位外，若想要添加其他的功用，已无其他脚位能够运用。此刻若想要使IC有更多功用，则可运用一个脚位兼纳多功用的办法完结，以添加整个IC功用。　

现在通嘉已有开发相似的IC，例如CS接脚与补偿接脚功用共用脚位，如此即可省下一个空脚位做其他运用；别的在功用脚位上与过温维护功用共用同一脚位，构成所谓的复合功用脚位，可到达六接脚 IC一起具有此两大功用的作用。

精简线路复杂度/本钱　PWM IC导入OCP/OVP　　

至于电源供应器为防备在不正常作业下过热，一般会规定要有过电流维护(OCP)的标准。如图5所示，该功用一般在二次侧上添加过电流维护线路，不过这样会添加本钱及线路复杂度。现在我们逐步倾向选用PWM IC自身的过电流维护来完结这项标准要求(公式2)。　

图5 二次侧外加过电流维护线路示意图



……………公式2


其间，Lp代表变压器感值；Vcs_off为电流侦侧电压点；Rsense系电流侦侧电阻；Fsw则是作业频率。由公式2可发现，对IC而言，影响过电流维护的首要参数是作业频率和电流侦侧电压，故若进步这两个参数的精准度，相对也可缩小体系过电流维护的差错。　

不过在IC规划而言，若要进步精准度，大都运用微调(Trim)的办法，必然也会添加IC电路的复杂度与本钱。另因为现在电源皆须运用在全规模(Full Range)电压输入的操作，此刻IC内部过电流补偿的准确度也会影响到过电流维护点的散布。值得幸亏的是，新一代PWM IC过电流维护已可到达在120～150%规模内，契合商场需求。　

另一方面，一般传统电源若须做到较精准的过电压维护(OVP)，如图6所示，须在二次侧添加过电压维护的线路。一般在做过电压维护测验时，常见做法是将回授的光耦合器二次侧端短路，此刻若将二次侧过电压维护的线路操控接至此处，会形成过电压维护失效的景象。所以，一般运用二次侧过电压维护线路时会添加另一个光耦合器去做过电压维护操控。相同的，该做法也会添加线路的复杂度与本钱。　

图6 二次侧外加过电压维护线路示意图

此外，有时也会运用IC Vcc接脚上的过电压维护功用到达电源供应器维护动作，如图7所示，该计划首要是运用辅佐绕组整流后，供应Vcc的电压去做过电压维护，但此种做法在输出轻载与重载时，过电压的维护点会有差异。特别是在轻载时的OVP电压会比在重载时高出许多，还有一个问题则是变压器与辅佐绕组的整流二极体的参数特性皆会影响到过电压维护的电压点，运用时须留意。　

图7 运用IC Vcc做过电压维护

因而，要靠PWM IC来完成精准输出过电压维护功用，来简化电源电路的规划，已有厂商提出相关专利，并运用在新产品傍边，强化新一代PWM IC的竞争力。清楚明了，新一代的PWM IC除了节能以外，也须进步其他的相关功用体现，如过电压维护及过电流维护等。　

优化PSR线路布局　削减规划占位空间

若针对商场运用来看，现在有许多小型充电器(Charger)或发光二极体(LED)照明产品，因为空间上的约束，常会运用一次侧电压回授稳压技能，如图8所示为通嘉LD7511一次侧电压回授稳压线路图，该架构最首要的长处是能够省掉光耦合器与二次侧TL431的相关元件，大幅简化整个电源线路，藉以节约规划空间及本钱。　

图8 一次侧回授线路示意图

不过运用一次侧电压回授稳压仍是存在着一些问题，像是不同变压器的差错或是不同二次侧整流二极体的特性，还有开关形成的电压突波等，都会影响到电压调理准确度。其次它的暂态呼应也比传统二次侧电压回授来得差，也是须加强改善的缺陷。　

满意最大负载/ESD需求　PWM IC规划小心谨慎　

别的，新一代的PWM IC也须重视瞬间最大负载(Peak Load)的需求，举例来说，前期印表机电源皆有瞬间最大负载的标准，且可能是额定负载(Rated Load)的二倍乃至三倍，时刻可能从几十毫秒(ms)至几百毫秒不等。跟着笔记型电脑快速的开展，近来笔电变压器(Adaptor)也开端有最大负载的需求，因而，在PWM IC规划方面，现在常见的解决计划有瞬间最大负载及两段式过电流维护两种办法。　

前者望文生义是在瞬间最大负载抽载时，将其切换频率进步至正常作业频率的二倍或三倍，长处在于瞬间最大负载将作业频率进步时，可下降变压器一次侧的最大电流峰值(Peak Current)，相对也下降磁通密度，使变压器更不易在最大负载时发生饱满，如此一来，即可保持原先运用的变压器，而到达更高瞬间功率的输出，且变压器不用运用最大的瞬间功率来规划。　

图9是补偿接脚电压与作业频率的曲线图，当补偿接脚电压大于正常负载的电压时，除过负载维护计时器(Timer)会开端计数外，作业频率也会跟着补偿接脚的电压变高而变高。因而，须搭载具最大负载升频功用的%&&&&&%，以在不大幅改变规划的情况下，到达最大负载的要求。　

图9 Comp接脚电压与作业频率曲线联系图

紧接着，两段式过电流维护是在CS接脚上运用两个比较器(Comparator)去侦侧过电流，如图10所示，榜首个过电流维护的比较器用来设定体系过电流维护值；第二个过电流维护的比较器是最大电流峰值的维护。当榜首个比较器触发时，OLP delay1的时刻会开端计数，以达