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SG6849在单端反激式开关电源中的应用
http://www.dykf.com  2008-4-4  电源开发网           ★★★


O 引言
    开关电源因具有重量轻、体积小、效率高、稳压范围宽等优点,在电视、电声、计算机等许多电子设备中得到了广泛的应用。为了进一步追求开关电源的小型化和低成本,人们不断研制成功一些新的开关电源集成电路芯片。台湾SG System General)公司开发的SG6849,集内部振荡器、比较器、反馈补偿电路于一体,只需较少的外围元器件,就可构成一个电路结构简洁、成本低、性能稳定、制作及调试方便的单端反激式开关电源。在负载调整率要求不高的情况下,甚至可去掉副边反馈,进一步减少体积,节省成本。

1 SG6849芯片功能介绍
1.1 内部结构及管脚功能
    SG6849芯片是台湾SG(System General)公司2004年底推出的SG684X系列PWM集成电路控制芯片。该芯片具有如下特点:不带副边反馈的恒压和恒流控制;轻载时工作于省电模式;较低的启动电流和较低的工作电流;65kHz和100kHz的固定频率;较少的外围元件;输出过流保护、过温保护和短路保护。该芯片采用S0T-26或DlP-8封装形式,内部结构如图1所示。下面就以DIP-8封装为例,说明各管脚的功能。
    脚l(GATE) 门极,用来驱动功率NOSFET。
    脚2(VDD) 提供芯片的工作电压,当不带副边反馈时,靠VDD来提供反馈信息,调整输出电压。
    脚3、5、6(NC) 悬空。
    脚4(SENSE) 过流保护。该引脚也可用于电流模式的PWM控制。
    脚7(FB) 为PWM控制器的内部比较器提供反馈信息,控制占空比;当不带副边反馈的时候,该引脚开路。
    脚8(CND) 接地。

1.2 SG6849芯片工作原理
l.2.1 启动电路
   
图2是SG6849芯片输入电压Vin通过启动电阻Rin对电容Cin充电,当VDD端的电压达到启动电压VTH(on)时,SG6849芯片驱动整个功率部分工作。

    当开关管导通后,VDD由辅助绕组供电,SG6849的导通-关断电压UVLO(under Voltage Lockout)分别为17V和8V。
l.2.2 恒压工作方式
    SG6849 可以不从副边而从原边反馈来调整输出电压,如图3所示。

    当FB端悬空时,内部的VDD反馈比较器将调整PWM的输出脉冲。内部的反馈补偿电路将使VDD电压维持在22.7V。输出电压和VDD电压值等于辅助绕组和副边绕组的匝比,即

   
    因为辅助绕组和二次侧绕组之间的耦合关系,所以,输出端的电压变化可以通过辅助绕组反馈给VDD,通过SG6849的内部比较,改变PWM的脉冲宽度,从而改变输出占空比,使输出电压保持不变。
    当然,如果要精确地控制输出电压,就需要副边反馈电路,图4是由集成电压基准KA431和光耦组成的副边反馈电路,R1和R2构成输出分压电路,R3和C1为环路提供补偿,为了提高稳定性,在FB和地之间还接有一个较小的RC滤波电路。

    当带副边反馈时,电压VDD必须低于20V,否则,VDD的内部反馈电路将作为负载而起作用。相对于不带副边反馈的电路,变压器辅助绕组的匝数要相应地减少。这样,当副边开路的时候,原边的反馈电路就会起作用,防止VDD超过22.7V。
1.2.3 振荡器和省电模式
    SG3849-65是65kHz的固定额率,SG6849-100是100kHz的固定频率,当轻载时,SC6849将处于省电模式,PWM的频率随负载变化而线性的减少,如图5所示。FB端的电流大小决定了省电模式。当负载增大时,IFB会增大,当IFB大于0.8mA时,PWM频率开始减小,省电模式可以减少重载时的功率损耗。为进一步减少功率损耗,当IFB大于1mA时,SG6849将处于触发模式。


2 实验
   
基于SG6849,我们设计了一个5.6W的反激式高频开关电源,电路如图6所示,该电源工作于电流连续模式,输入电压90~110V交流,输出电压16V,最大负载时输出电流350mA。实验结果如下。

2.1 当带副边反馈时
    (1)电压调整率在额定负载情况下,当输入电压在交流90~110V变化时,电路的电压调整率为SV=△V/VO=0.7%;
    (2)负载调整率当输入额定电压(AC100V),输出电流在0~350mA变化时,电路的负载调整率为Si=△V/VO=l.2%;
    (3)效率在额定输入电压带额定负载的情况下,电路的效率η=83%;
    (4)保护功能负载电流在525mA时过流保护,具备输出短路保护和过温保护功能。
2.2 去掉副边反馈时
    当去掉副边反馈后:如图6所示,输入额定电压(AC l00V),输出电流在0~350 mA变化时,输出电乐15.3~16.5V,电路的负载调整率为Si=△V/V0=4.4%。其他性能不变。
    有无副边反馈电路时输出电压随负载的变化关系如图7所示。

3 结语
    实验结果表明,用SG6849设计的单端反激式开关电源,外围电路少,控制简单,整机效率高,可靠性高。在电路只有单路输出,输出电流小,负载调整率要求不高的情况下,可去掉副边反馈,进一步减少体积,节省成本,提高电路可靠性。

来源:电源技术应用  作者:郭小苏 王…  点击:  录入:admin
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