新型反激变换器准谐振控制器ICE1QS01及其应用电路与设计

次置位。当IC脚SRC上电压VSRC<3.5V时，VRL锁定置位，加/减计数器加1；当VSRC>4.4V时，VRH锁定置位，加/减计数器减1。在一个大的负载跳跃这后，为能迅速调节到最大的功率电平上，只要VSRC>4.8V时，加/减计数器被置位到1（0001）。

图2

2 应用与设计

2.1 应用实例与电路简析

图3是由ICE1QS01作控制器的200W高端电视机SMPS电路。该电路输入AC90～264V，4路输出电压/电流分别为135V/0.75A，30V/1.2A，15V/0.5A和7V/1.2A。

连接于桥式整流器输出与大容量滤波电容C07之间线路上的电感器L08，二极管D08以及在D08正极与功率开关S01漏极之间的电容C08，组成PFC电荷泵电路。其作用是与输入端EMI滤波器一起，可在桥式整流器输入端产生正弦波电流。ICE1QS01内集成低功率待机突发模式电路，可使待机输入功率低于1W。在负载减小时，利用集成数字处理电路能使开关频率逐步降低，并不产生任何抖动。当待机开关S1断开时，参考二极管D60导通，输出电压V2调节值由齐纳二极管D61确定。当ICE1QS01脚4上的VSRC低于2V时，集成在芯片上的突发模式电路启动。在激活内部突发模式比较器后，栅极驱动输出（OUT）切换到低电平，Vcc关闭门限由正常模式下的9V增加到14.5V。在突发模式期间，MOSFET导通时间至少为其最大导通时间的1/7。在突发之间的中断时间（tbreake）缩短，输出纹波通过跨越在AC主线输入与二极管D26和D27接点之间的电容C21的一个附加充电电流而降低。

二极管D62为正常模式与待机突发模式之间的过渡状态而加入。当待机开关S1闭合但输出V2已经无载时，加入D62可保证在突发模式下的正常周期。当V2变低时，参考二极管D60被关断。

ICE1QS01脚3外部电阻R38和R29充当变压器脉冲的分压器，脚3上的脉冲幅度约为4V。电容C29用作减小变压器过冲。其脚2与DC干线电压之间的电阻R22决定欠电压锁定门限。R22与电容C22相结合，可固定最大可能输出功率。

图3

    2.2 主要元件选择

2.2.1 变压器设计要点

在图3所示的应用电路中，变压器T1的参量已基本标明。在此仅简要叙述变压器的计算公式。

首先，必须计算SMPS最大输入功率。若SMPS最大输出功率为Pout(max)，效率为η（通常取80％），最大输入功率Pin(max)为

Pin(max)=Pout(max)/η    （1）

在最低AC线路电压VAC(min)下，SMPS初级平滑电容器（如图3中的C07）上的DC电压VDC(min)为

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式中：Fhum=0.9，为初级电容器上100Hz电压纹波系数；

VAC(min)在通用宽范围AC供电线路下，通常为85V或90V。

在最高AC线路电压VAC(max)（如264V）下，初级电容器上的最高DC电压VDC(max)为

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式中：Fcp为在初级电容器上的过电压因数，当SMPS不带PFC时，Fcp=1；若SMPS带PFC，Fcp=1.1。

通过初级绕组的最大平均电流IP(max)可由式（4）计算。

IP(max)=Pin(max)/VDC(min)    （4）

变压器初级绕组匝数Np的计算公式为

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式中：Vd(max)=600V，为MOSFET允许最高漏极电压；

Bmax=300mT，为变压器磁芯最大允许磁通密度；

Fos为初级绕组过冲因数，当不带PFC时，Fos=1.3，当带PFC时，Fos=1.8；

磁芯有效截面积Ae和参量AL，可以从根据Pin(max)选择的变压器提供的数据中查得。

每匝次级电压Vts为

Vts=[Vd(max)-Vdc(max)]/NpFos    （6）

MOSFET的最大漏极电流Id(max)为

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MOSFET最大导通时间ton(max)和最大截止时间toff(max)分别可用式（8）和式（9）计算。

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SMPS最低自由振荡（freerunnign）频率为

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如果SMPS最低频率fmin<20kHz，即进入可闻音频范围，应根据式（5）重新计算，Bmax取一个较低的值。

2.2.2 ICE1QS01各引脚外部主要元件的选择考虑

对于图3所示的应用电路，IC1（ICE1QS01）各引脚外部主要元件的选取依据如下。

1）IC1脚2（PCS）上的电阻R22与电容C22

当流入脚2的电流低于100μA时，内部主线欠压保护电路启动。在电容C07上的最低DC电压VDC(min)根据式（2）取114V，于是R22=1.14MΩ，可取1MΩ标准电阻。

当R22选定之后，电容C22可根据式（11）计算。

C22=VDC(min)ton(max)/(R22×3.5V)（11）

2）脚3（RZ1）外部电阻R38，R29与电容C29

R38的计算公式为

R38=VDC(min)Nr/(Np×0.5mA)（12）

式中：Nr为变压器（T1）调节绕组匝数。

当选取VDC(min)=114V，Nr=7匝和Np=

28匝时，R38=57kΩ，可?取56kΩ标准电阻。

R29与R38组成调整绕组感应电压的分压器。调整绕组感应电压（正值）为15V，考虑到初级和次级调节，R29可根据式（13）和式（14）确定。

R29=R38/〔(15V/5V)－1〕（13）

R29=R38/〔(15V/4V)－1〕（14）

在R38=56kΩ下，R29取值范围为20～28kΩ。

电容C29的计算公式为

C29=1000ns/R38（15）

据此，C29可选择22PF的陶瓷电容器。适当选择C29可在脚3得到令人满意的电压波形，保证MOSFET在最小的漏极电压上导通。

3）脚4（SRC）上接地电容C28

接电容影响调整尤其是初级调整的速度，但不影响软启动速度（原因是内部数字软启动电路被激活）。C28通常选取1．5～10nF的容值。

4）脚7（OUT）外部MOSFET栅极电阻R35

选择R35=33～100Ω，在MOSFET功率耗散与射频噪声（EMI）之间提供较理想的折衷方案。

5）脚8（VCC）外部阻容元件

电容C26容量选取33μF（25V）即可。若C26过大，启动时间过长，并且突发频率较低。

C27充当射频滤波电容，可选取C27=100nF。

电阻R26可用于增加突发频率，取值范围为0～50Ω。R37充当射频滤波元件并对Vcc起稳定作用，取值范围为0～100Ω。

ICE1QS01脚5（OFC）不用接地。

3 结语

ICE1QS01是一种被优化的新型准谐振控制器，其采用的适合于低端电视的低成本初级调节可以确保SMPS安全、可靠和有效地工作。这种调节技术因无须被隔离的次级反馈环而降低了成本。为了满足低待机的需要，此IC特别增加了间歇模式和采用了独特的数字式减频特性的技术，消除了影响系统稳定性的抖动和支持稳定的输出电压。

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