概述
TP3536 是一款高效率、高集成度、原邊調節的 PWM 功率開關,其主要應用于小于 20W 的AC/DC 反激式開關電源。TP3536 通過去除光耦以及次級控制電路,簡化了充電器/適配器等傳統的恒流/恒壓的設計,從而實現高精度的電壓和電流調節,調節波形如下圖 1所示。TP3536 的復合模式的應用使得芯片能夠實現低靜態功耗、低音頻噪音、高效率。內置的頻率抖動可以很好的降低芯片的 EMI 以及 EMI 濾波成本,而且高集成的功率管能夠降低外部 PCB 的面積以及系統的成本。TP3536 同時具有多種保護功能:逐周期峰值電流檢測、欠壓保護、過壓保護、VDD 鉗位、過載保護等。
特點
? 集成高壓功率管
? +/-5%恒壓調節
? 全電壓范圍內實現高精度電流調節
? 內置高精度恒流調節的線電壓補償
? 內置變壓器電感補償
? 可編程的輸出線補償
? 內置可提高效率的自適應多模式PWM/PFM控制
? 低啟動電流
? 內置軟啟動
? 內置前沿消隱
? 逐周期電流限制
? 欠壓保護
? 內置短路保護以及輸出過壓保護
應用范圍
? 手機/無繩電話充電器
? 數碼相機充電器
? 小功率電源適配器
? 消費類的備用電源
應用說明
TP3536 為小功率的適配器/充電器應用提供了很有效的解決方案,其新穎的恒流/恒壓控制使得系統丌需要次級反饋電路,并能實現高精度的恒流/恒壓輸出,從而滿足更嚴格的能源損耗要求。
啟動電流和工作電流
TP3536 具有低的啟動電流,因而可以采用大的啟動電阻以及小的 VDD 電容以降低應用中的功率損耗。TP3536 的工作電流小至 1mA,再加上特有的復合模式控制,從而提高了系統的效率,特別是系統處于輕載條件下。
軟啟動
系統上電后,當 VDD 達到 UVLO(OFF),芯片開始工作,其振蕩頻率及 CS 端的峰值電壓會逐步增加,因而會降低外部元件在芯片啟動過程中的電壓應力。芯片每次重啟都伴隨著軟啟動。
恒壓/恒流調節
恒壓/恒流的調節主要是基于系統工作在 DCM模式。工作于 DCM 模式的反激式開關電源,可以通過輔助繞組來采樣輸出電壓。功率管導通時,原邊電流逐步增加,功率管關閉后,原邊電流傳輸到次級,并形成次級電流 。
(1)PSpk PpkSNI IN? ?Ppk I為功率管關閉后的原邊峰值電流。通過次級繞組和輔助繞組之間的耦合,輸出電壓可以下式得到:
基于內部的時序控制,輔助繞組的電壓可以通過對連接于輔助繞組和 FB 之間的分壓電阻采樣得到。在恒壓工作模式中,內部誤差放大器對采樣的電壓進行調節,從而得到恒定的輸出電壓。在恒流工作模式中,丌管系統的輸出電壓大小,芯片會保持輸出電流恒定。
可編程恒流點及輸出功率
在小于 10W 的應用中,CS 端丌同的采樣電阻會得到丌同的恒流點。輸出功率的大小可通過調節CS 端的采樣電阻實現,采樣電阻越大,恒流點越小,同時輸出功率也越小。
開關頻率及電感補償
TP3536 的開關頻率大小取決于系統負載狀態以及芯片工作模式。恒壓模式中芯片通常工作在最大頻率。假設系統的效率是 100%,那么輸出功率可由下式給出:
峰值電流。從上式中可看出,Lm 的變化會導致功率的變化,同時也影響恒流模式中的輸出電流的恒定性,在大規模應用中會使得芯片的一致性變差。為了降低原邊繞組電感量變化產生的效應,芯片內置了補償電路,使得電感值和頻率的乘積恒定,并矯正電感量的誤差,從而得到準確的恒流點。
可編程的輸出線補償
由原邊反饋原理可知,輸出電壓通過輔助繞組采樣得到,這樣會影響恒壓的精度,為提高負載調節率,芯片內置了輸出線補償電路,那么系統在空載和滿載狀態時,輸出電壓可保持恒定。丌同的應用中,通過調節連接于 FB 端的分壓電阻可得到丌同的線補償量,FB 端的分壓電阻越大,那么補償量也越大。
保護功能
TP3536 內置了多種保護功能,包括:逐周期限流保護,VDD 鉗位保護,軟啟動,欠壓保護,短路保護,開路保護,過壓保護,過載保護等。當 TP3536的 VDD電壓下降到 UVLO(ON),或者,芯片將丌工作,同時會進入重啟狀態。