电源控制芯片FSCQ1265RT及其应用

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普通CRT彩电所用的开关电源大都属于反激式开关电源。反激式开关电源的最重要的特征体现在变压器的绕制和有关开关器件的连接方法上，即变压器的原边和副边不可能同时导通。FSCQ1265RT就是反激式开关电源。　　FSCQ1265RT简介　　FSCQ1265RT采用准谐振转换（QRC）方式，内置高压（VDSS=650V）SenseFET，PWM控制器和软起动电路，具有过载、过压、短路、过温、欠压保护功能。其内部结构如图1所示，管脚定义则见表1。图1 FSCQ1265RT内部结构参数定义及电路描述　　1 整机参数定义　　FSCQ1265RT适用于大屏幕CRT彩电，宽电源交流输入电压为85～265Vrms，最大输出功率P0=140W，最大峰值电流IP-P=7A；效率为80%～83%；对于上述输出功率，整流后选用330～470μF/ 400V的电容。 　　2 MOSFET工作电压VDS及共振电路 　　图2所示为开关管工作波形，其电压为VDSnom=VDCmax+VRO。开关MOSFET的耐压被用来决定反激电压VRO的值，在其不变的前提下，反激电压设置得越高越好。需要说的是，反激电压是由开关变压器的原、副边匝数比和输出电压来决定的，它是一个不随输入电压变化的量。图2 开关管漏极波形　　例如，该开关MOSFET的耐压为650V，则VDSnom电压不要超过开关MOSFET耐压的75%～85%。选择VRO=125V，则在VLinemax=265VAC时，VDSnom=500V，留150V的余量给漏感电压。在应用中可视电路情况增加消尖峰吸收电路。　　在MOSFET关断时，VDS的上升沿是产生开关电源噪声的主要原因。可在MOSFET的漏-源极之间并联一个共振电容来降低VDS的上升斜率，以期降低噪声。此共振电容的增加也降低了MOSFET 在关断时发生的开关损耗。因此，漏-源极间的共振电容在MOSFET的关断时起了降低噪声和开关损耗两个作用。　　在MOSFET的关断期间，共振电容会被充电至VDC+VRO。而在MOSFET导通之前，共振电容将和变压器的原边电感发生共振，VDS将从起始的电压VDC+VRO，经半个共振周期后降为VDC-VRO。准谐振电源利用控制器控制MOSFET在VDS的最低点导通，此时的导通损耗达到最小。共振电容的选择非常重要，不合适的共振电容在MOSFET导通时的放电将导致很大的MOSFET导通损耗，使散热器温度急剧增高。　　3 起动电阻和辅助电源VCC　　开机启动电阻在开机瞬间提供给控制电路电源电压，保证控制电路能正常工作。当Vcc脚电压升到15V时，电源芯片FSCQ1265的内部控制电路开始工作，芯片内的MOSFET开始了正常的导通和截止。　　在正常负载时，Vcc的工作电压设定为18V。当Vcc脚的电压降低至9V时，芯片内部电路和MOSFET停止工作。　　4 同步电路同步电压Vsync取自变压器辅组绕组，它和漏极电压对应关系如图3所示。其中，同步电压Vsyncpk典型值设置为8～10V，它要小于OVP（12V）电压3～4V，超过12V就会产生过压保护。图3 同步电路波形　　FSCQ1265RT采用准谐振转换工作方式，电源的频率是随着输入电压和负载的变化而改变的。负载变轻时，开关频率升高。当升到90kHz时，控制电路会使MOSFET在第二个同步谷点导通（见图4），这样会使振荡频率又降了下来，限制电源在轻负载时振荡频率的上升。在负载加重时，开关频率降低，当降低到45kHz时间，进入准谐振工作状态，MOSFET在第一个谷点(VDC-VRO)导通。 图4 延伸准谐振状态　　5 反馈控制电路　　FSCQ1265RT采用电流方式控制，反馈电路保证B+稳定输出。其内置前沿消隐电路(LEB)，防止PWM控制器误工作。　　正常工作时，当由于某种原因造成B＋电压升高后，通过电阻分压到R极的电压也升高。R极电压的升高引起C极电流的增大，即光耦次级（1、2脚）电流增大。这样，误差取样放大电路将B＋电压的变化转变为光耦电流的变化。因此，光耦初级（3、4脚）的电流增大，电源芯片FB脚电压降低。芯片内部与之对应的比较器上的电压降低，比较器另一个脚接到MOSFET的另一个源极取样电阻Rsense上。因此，当FB脚电压降低即意味着开关管漏极电流的降低，即开关管提前截止，从而使得B＋电压降低，反之亦然。　　开关变压器设计参数　　FSCQ1265RT主要用于CRT彩电的开关变压器中，现将应用设计中一些参数做一简要介绍。　　1 材料　　磁心：TDK PC44、EC43　　骨架：电木，EC43立式　　绝缘：Class B　　2 工法要求　　每一层绕制时要求紧密，无交叉，并且布满整个窗口，以加强耦合。磁芯中柱研磨得出气隙。初次侧间加三层绝缘胶带，同一次侧间不同绕组间加一层绝缘胶带。影响供电绕组在最内层，防止对B＋造成干扰。　　3 绕组参数：　　感量为L(15—18)=360μH。绕组连接关系和参数，及绕组线径及布线要求可见图5。图5 开关变压器结构图　上一页1　结语　　该电源设计方案，由于有价格优势，许多厂家已采用批量生产，但由于该电源方案的缺陷待机功耗无法做小，不能满足新的欧盟标准，以后使用将会受到限制。上一页12