THX201 开关电源控制器集成电路

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THX201开关电源控制器集成电路

概述 文件编号：

版本号：

THX201采用专利技术、双极工艺制造的、防过载防饱和、能

满足更高绿色环保标准的开关电源控制器集成电路。广泛适用

于需经济型开关电源的设备，如DVD、机顶盒、传真机、打

印机、LCD显示器等。

特点

● 防过载防饱和专利技术设计，能及时防范过载、开关变压

器饱和、输出短路等故障；

● 采用经济型三极管为开关管；同时利用其放大作用完成启动，并将启动电阻的功耗减少10倍以上；

● 内置斜坡补偿电路、热保护电路、斜坡电流驱动电路；

● 无输出功耗可小于0.3W，220Vac输入时可小于0.2W。

框图

管脚描述

管脚

1

2

3

4

5

6 符号 CT VR FB GND IS OE 振荡器C输入端 2.5V基准输出端 反馈输入端 接地端 功率管电流输入端 功率管发射极驱动输出端，和启动电流输入端

管脚描述

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7

8

OB VCC 正电源端 功率管基极驱动输出端，和启动电流控制端

原理描述

● 上电后为启动阶段，此阶段，VR无输出；FB上拉电流源关闭；OE由功率管输入启动电流到VCC；OB控制功率管的基极电流，限制功率管集电极电流（即THX201启动接受电流），从而保证功率管的安全；在VCC电压上升到8.8V，启动阶段结束，进入正常阶段。

● 正常阶段，VCC电压应保持在4.75-9.8V，VR输出2.5V基准; FB上拉电流源开启; 振荡器输出OSC1决定最大占空比, 输出OSC2试图触发电源进入开周期、及屏蔽功率管开启电流峰；若FB小于1.8V（约在1.2-1.8V之间）后，FB越小振荡器周期越宽、直至振荡器停振（此特性降低了开关电源的待机功耗）；若外围反馈试图使VCC大于9.8V，则内电路反馈到FB使VCC稳压在9.8V（利用此特性可以不采用外围反馈电路，由内电路稳定输出电压，但稳压精度较低）；开周期，OB为功率管提供基极电流，OE下拉功率管的发射极到IS，而且OB采用斜坡电流驱动（指OB开电流是IS的函数，当IS=0V

图1. 正常阶段开关波形图

时OB开电流约40mA，然后OB开电流随IS线性增加，当IS增加到0.6V时OB开电流约120mA（此特性有效地利用了OB的输出电流，降低了THX201的功耗），若IS检测到FB指定电流则进入关周期；关周期，OB下拉，功率管不会立即关断，但OE箝位

1.5V（功率管关断后基极反向偏置，提高了耐压）；在开或关周期，如检测到功率管超上限电流，则上限电流触发器优先置位，强制FB下降，占空比变小，从而保护功率管和变压器；在下一个关周期开始沿或FB小于1.8V，上限电流触发器复位。另外，THX201内置热保护，在内温度高于140℃后调宽振荡器的周期，使THX201温度不超过150℃

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内置斜坡补偿在THX201大占空比或连续电流模式时能稳定开/关周期。

● 若VCC降到4.4V左右,振荡器关闭, OSC1、OSC2低电平，电源保持关周期；振荡器关闭，OSC1、OSC2低电平，电源保持关周期；VCC继续下降到3.8V左右，THX201重新进入启动阶段。

电参数定义

● 启动接受电流：启动阶段OB开始有0.1mA下拉电流时OE点电流。

● 启动静态电流：VCC接滤波电容和可调电流源，CT接680PF，其它引脚悬空，能使VCC振荡时（即能完成THX201启动的）最小电流源电流。

● 启动电压：上述VCC振荡的最大VCC值。

● 再启动电压：上述VCC振荡的最小VCC值。

● 振荡器关闭电压：上述VCC振荡下降沿，使振荡器停振的VCC值。

● 静态电流：正常阶段，FB由1.8K电阻接地，VCC电源电流。

● 振荡器上拉/下拉电流：正常阶段，FB=2.5V, CT=1.25V, CT处上拉/下拉电流。 图2. THX201全局波形图

● FB上拉电流：正常阶段，FB=2.5V, IS=0V时, FB处上拉电流。

● FB防上限电流：正常阶段，FB=2.5V, IS=0.8V时, FB处下拉电流。

● 内反馈电源电压：无外围待机反馈电路的THX201电源，正常阶段时VCC值。 ● IS上限电压：FB=2.5V，外加可调电源到IS，FB处有下拉电流的最小IS电压。 ● 斜坡电流驱动：指功率管基地驱动OB开电流是IS的函数，当IS=0V时OB开电流约40mA，然后OB开电流随IS线性增加，当IS增加到0.6V时OE开电流约120mA。 ● 振荡器周期：是CT外接电容CT的函数，约CT*24000秒。

电参数

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符号

Ics

Icc

参数 启动接受电流启动静态电流启动电压振荡器关闭电压再启动电压内反馈电源电压基准电压测试条件TYP单位 1.68.64.19.22.42.08.84.289.62.53.7静态电流振荡器周期0.9倍数 振荡器上拉电流100振荡器下拉电流1.9最大占空比-230 反馈电压3.3防上限电流300上限电压 RIS-GND =0.75 0.54上拉电流5800.58箝位电压1.6开电流102120-145-210关电流开电流mA

关电流-10输出电流-1.2

电源设计要点（参见应用例）

● 反激式电流控制型开关电源设计，不连续（或低压时浅连续）电流工作模式；

● 电源启动电流选择0.5-3mA，功率管的放大倍数可按10计算，则启动电阻（如图3、图4的R1）选择应保证电源启动时功率管基极电流为0.05-0.3mA，因此，可10倍减少启动电阻的功耗，降低了待机功耗；

● 图3、图4中C5=680pF，最高工作频率约60KHz；

● 开关变压器（图3、图4中的T1），参考绕组整流输出4.8-9V（推荐6V）为THX201提供工作电源；

● 如开关变压器初级峰值电流最大值选择为0.8A，在220Vac，140V退磁电压时，考虑电源效率等因素最大可用输出功率为22W；若宽压或110VAC、90V退磁电压，在低于95VAC采用浅连续电流模式，则最大输出功率可达18W；

● 电源功率管选择：如最大峰值电流0.8A，考虑OB开电流则功率管β值应达10@5Vce@0.8A，对应检测电阻（图3、图4的R3）为0.75欧姆；任意电流情况下，功率管应工作在饱和区，检测电阻为0.6V/最大峰值电流；

● 尽管THX201有热保护，但在需要高输出功率时，如不考虑加大THX201的PCB板散热面积，则可能会降低输出功率和输出电压；同样，在输出高功率时，应考虑功率管的散热问题。

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应用例 ● 例一（图3），18W开关电源，输出电压由R6、R7分压比决定，但需考虑开关变压器T1变化。

图3. 18W开关电源

● 例二（图4），宽压、峰值可达18W的DVD电源；说“峰值可达18W”，是因为DVD在启动等过程有短暂时间需较高功率，其它时间也许只要10W以内，因此可以考虑降低功率管Q1的散热要求，甚至不用散热器。

图4. 宽压、峰值可达18W的DVD电源

图5. 例2、T1,EEL19,1mH变压器结构

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fy6j.html