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2009.

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103 ・ Technology & Application ????? ・ 2!?? 在小功率电池充电器,电源适配器及开关电源中,广 泛采用 RCC 变换器(Ring ing Choke Converter) ,其基本 电路如图

1 所示. BDU41!??!JD!????????? ACT30 Series IC discrete controller and its application 魏炜,李伟,高季荪 中图分类号:TM57 文献标识码:B 文章编号:1606-7517(2009)05-8-103 图1 RCC 基本电路 这种 R C C 电路由于是基极激励,其安全工作电压受 BVceo 的限制.但是, 如果采用了 ACT30 系列独立控制器, 接在普通 NPN 型开关晶体管的射极,或N沟道 MOSFET 的 源极.如图

2 所示,采取射极激励的方式.就可大大改 善NPN型晶体管的安全工作 范围. 如图

3 所示,我们知道, 通常 BVcbo>BVceo,图中的 安全工作电压由 Vceo 扩大到 Vcbo.这样,对于 VAC=265V 的 电网电压就可采用下列较便宜 的最普通的 NPN 型功率开关晶 图3 NPN 反偏安全工作区 图2 简化应用线路 体管. 不仅如此,ACT30 系列独立控制器,还具有输出短路 保护,过流保护及欠压保护等功能.下面对 IC 器件及其实 用电路作一详细介绍.

104 2009.05 ・ Technology & Application ?????・ 3!BDU41!?????????????? ①如图

4 (a、b) ACT30 系列 IC 块,有两种封装形式: TO-92(图4a)和SOT23-5(图4b) . 表2引脚说明 引脚号 引脚名称 引脚说明 TO-92 SOT23-5

1 1 VDD 电源输入端,连接光耦的射极, 在内部限制到5.5V,用一个适当 的补偿网络旁路到地.

2 2 GND 接地

3 DRV 驱动输出(TO-92)接到高压管NPN 或MOSFET的射极.对于ATC30A/C, DRV脚内连到DRV1.对于AC30B/D, DRV内连到DRV1和DRV2.

5 DRV1 驱动输出1(S O T23-5)在启动期 间,也用作电源输入端.

4 DRV2 驱动输出2(SOT23-5)

3 FREQ 频率选择(S D T23-5)该端子有 个内部的200k Ω下拉电阻,在100k H Z时,连到V D D.在65k H Z 时,连到地或脱离断开. ②内部功能说明:见图5 表1晶体管型号 BVcbo(V) BVceo(V) Ic(A) HFEmin 封装形式 W13003B

600 400 1.2

15 TO-126 W13003

600 400 1.5

15 TO-126 W13003D

700 400 1.8

15 TO-126 W13002B

600 400 1.2

15 TO-92 图4 图5 功能方框图 2009.05

105 ・ Technology & Application ????? ・ 图5为ACT30 的功能方框图. 主要包括: 开关控制逻辑, 两个带有并联电流检测的接通芯片中间电压驱动 MOSFETS. 驱动器、振荡器斜坡产生器、电流限制 VC 发生器、误差 比较器、打嗝控制偏置、及欠压锁定和调压电路. 从图

5 看出,该IC 有6个内部端子,VDD 是电源供电 端,DRV1 和DRV2 是线性驱动输出,可以驱动外接 NPN 高 压晶体管或 N 沟道 MOSFET 管的射极.这种射极驱动方式, 可充分利用晶体管的 BVcbo 高的优点.可采用低成本的晶 体管,如W13003D(Vcbo700V)或W13003(BVcbo=600V) 适用输入电压变化较宽的范围.转换速度限制的驱动和外 接NPN 晶体管的截止特性一起可使 EMI 降低. 驱动峰值电流 (相对于供电电压 VDD) 设定有负压系数, 这样,较低的供电电压,会自动引导出较高的 DRV1 峰值 电流,这种方式,当供电电压降低时,光耦器可以直接控 制VDD 去影响驱动电流增加. 1#FREQ 端子线, 在ACT30C/D TO-92 中被熔接到 VDD 端, 2#DRV2 端子线在 ACT30B/D TO-92 中被熔接到 DRV1. ③ ACT30 的启动时序,参看图

2 简化应用电路,及图

6 启动波形图 : ???? 图2表明一个简化的应用电路.开始,微小电流通过 电阻 R1 给电容 C1 充电,晶体管作为射极跟随器,使DRV1 电压也随之升高, 内部调节器产生 VDD 电压等于 :VDR1-3.6V (对于 ACT30A/C)或DRV1-4.6VD,( 对于 ACT30B/D)不过, 它最大不超过 5.5V.当VDD 达到 5V 时,该调节器电源的作 用停止,VDD 开始下降(由于有电流消耗) ,当VDD 电压降到 低于 4.75V 时,光耦反馈电路阻止 VDD 进一步下降.这种转 换作用也允许反馈绕组接替 C1 电容去供电.图6为ATC30 的典型启动次序波形图. 为了限制反馈电压,用12V 稳压管(对于 ACT30A/C) 或者 13V 稳压管, (对于 ACT30B/D) (图2中的 D1) . 由于启动电流很小,可以把启动电阻 R1 加大到 2MΩ. 实际的 R1 值应按待机损耗和启动时间延迟两者兼顾考虑. ④正常工作 : 在正常工作时,来自变压器次级侧的反馈信号,通过 光耦转换成电流信号注入 VDD 脚.VDD 脚的动态电阻为 9kΩ. 综合的 VDD 电压影响 IC 的转换.从功能方框图看出,电流 限制 VC 产生器利用 VDD 电压和基准电压 4.75V 之间的差, 在误差放大器的负输入端上产生一个成比例的偏差电压. 在每次开关周期开始点,该驱动器接通.当初级的电 流增加时,电流检测电阻电流(是变压器初级电流的一部 分)也随时增加. 当该电压越过这个电流检测电阻加上振荡器斜坡信 号,等于误差比较器负的输入电压时,该驱动器就关断. 这样,峰值 DRV1 电流具有负电压系数为 -0.29A/V,并可 按下式计算. IDRV1PEAK=0.29A/V*(4.75V-VDD) 对于 VDD600V] 构成的 3.75W 充电器.输入 85-265V,输出为 5V/0.75A. 图9 变压器绕组 2009.05