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THX203H 高性能电流模式PWM开关电源控制器 概述 高性能电流模式 PWM 控制器。专为高性价比 AD/DC 转换器设计。在 85V-265V 的宽 电压范围内提供高达 12W 的连续输出功率，峰值输出功率更可以达到 18W。优化的高合理 性的电路设计结合高性能价格比的双极型制作工艺，最大程度上节约了产品的整体成本。该 电源控制器可工作于典型的反激电路拓扑中，构成简洁 的 AD/DC 转换器。IC 内部的启动电路被设计成一种独 特的电流吸入方式，可利用功率开关管本身的放大作用 完成启动，这显著地降低了启动电阻的功率消耗；而在 输出功率较小时 IC 将自动降低工作频率，从而实现了 极低的待机功耗。在功率管截止时，内部电路将功率管 反向偏置，直接利用了双极性晶体管的 CB 高耐压特性， 大幅提高功率管的耐电压能力直到 700V 的高压，这保 证了功率管的安全。IC 内部还提供了完善的防过载防饱 和功能，可实时防范过载、变压器饱和、输出短路等异 常状况，提高了电源的可靠性。电流限制及时钟频率可由外部器件进行设定。现可提供 DIP8 的标准封装和满足欧洲标准的环保无铅封装。 特点 ● 内置 700V 高压功率开关管，极少的外围器件 ● 锁存脉宽调制，逐脉冲限流检测 ● 低输出降频功能，无输出功耗可低于 0.3W ● 内建斜坡与反馈补偿功能 ● 独立上限电流检测控制器，实时处理控制器的过流、过载 ● 关断周期发射极偏压输出，提高了功率管的耐压 ● 内置具有温度补偿的电流限制电阻，精确电流限制 ● 内置热保护电路 ● 利用开关功率管的放大作用完成启动，启动电阻的功耗减少 10 倍以上 ● 极少的外围元器件 ● 低启动和工作电流 ● VCC 过压自动限制 ● 宽电压连续输出功率可达 12W，峰值输出功率可达 18W 应用领域 ● 适配器 ADAPTOR （如旅行充电器，外置电源盒等） ● 开放式电源 OPENFRAME （如 DVD，DVB 等） 内部电路参考框图 Page 1 of 5 Thinkpad 日期图章 (红) THX203H 高性能电流模式PWM开关电源控制器 引脚功能描述 管脚 符号 管脚描述 1 OB 功率管基极，启动电流输入，外接启动电阻 2 VCC 供电脚 3 GND 接地脚 4 CT 振荡电容脚，外接定时电容 5 FB 反馈脚 6 IS 开关电流取样与限制设定，外接电流取样电阻 7，8 OC 输出脚，接开关变压器 *：PCB Layout 时应将 PIN6 和 PIN7 之间保留 1mm 以上的的安全距离，以防止放电。 原理描述 ● 启动阶段，上电时 VR 关闭；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 THX203H 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 4.8~9.0V，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)之间振荡器周期将随之增加，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 9.6V，则内电路反馈到 FB 使 VCC 稳压在 9.6V（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 时 OB 开电流约 40mA，然后 OB 开电流随 IS 线性 Page 2 of 5 Thinkpad 日期图章 (红) THX203H 高性能电流模式PWM开关电源控制器 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 THX203H 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，功率管不会立即判断，但 OE 箝位 1.5V（功率管判断后基地反向偏置，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，THX203H 内置热保护，在内温度高于 140℃后 调宽振荡器的周期，使 THX203H 温度不超过 150℃；内置斜坡补偿，在 THX203H 大占空 比或连续电流模式时能稳定开/关周期。 ● 若 VCC 降到 4.3V 左右，振荡器关闭，OSC1、OSC2 低电平，电源保持关周期；VCC 继续 下降到 3.7V 左右，THX203H 重新进入启动阶段。 Page 3 of 5 Thinkpad 日期图章 (红) THX203H 高性能电流模式PWM开关电源控制器 Page 4 of 5 电参数定义 ● 启动接受电流：启动阶段 OB 输入 0.5mA 时 OC 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 VC 振荡时（即能完成 THX203H 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 1.0K 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。 ● 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=6V，IS=0.3V，FB 处下拉电流。 ● 内反馈电源电压：无外围待机反馈电路的 THX203H 电源，正常阶段时 VCC 值。 ● OC 上限电流：FB=6V，FB 下拉电流开始动作时的最小 OC 电流。 ● 斜坡电流驱动：指功率管基极驱动 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。 电气参数 （Ta=25℃，Vcc=5.5-7.5V, Ct=680PF, RS=1Ω） 项目 测试条件 最小 典型 最大 单位 输出部分 开关管最大耐压 Ioc=10mA 700 - - V 开通饱合压降 Ioc=600mA - - 1 V 输出上升时间 CL=1nF - - 75 ns 输出下降时间 CL=1nF - - 75 ns 输出限制电流 Tj=0-100℃ 540 580 620 mA OE 钳位电压 OE=0.001-0.60A - 1.5 - V 参考部分 参考输出电压 Io=1.0mA 2.4 2.5 2.6 V 电源调整率 Vcc=5.5-9V - 2 20 mV 负载调整率 Io=0.1-1.2mA - - 3 % 温度稳定性 - 0.2 - mV/℃ 输出噪声电压 F=10Hz-10KHz - - 50 µV 长期稳定性 T=85℃条件下工作1000h - 5 - mV 振荡器部分 振荡频率 Ct=680PF 55 61 67 KHz 频率随电压变化率 Vcc=5.5-9V - - 1 % 频率随温度变化率 Ta=0-85℃ - - 1 % 振荡器振幅(Vp-p) - 2.5 - V 振荡振荡器下降沿 Ct=330PF - 800 - ns 反馈部分 输入阻抗上拉电流 - 0.50 0.60 mA Thinkpad 日期图章 (红) THX203H 高性能电流模式PWM开关电源控制器 输入阻抗下拉电阻 - 30 - KΩ 电源抑制比 Vcc=5.5-9V - 60 70 dB 电流取样部分 电流取样门限 0.54 0.58 0.62 V 防上限电流 RS=1Ω 0.54 0.58 0.62 A 电源抑制比 - 60 70 dB 传输延时 - 150 250 ns 脉宽调制部分 最大占空比 53 57 61 % 最小占空比 - - 3.5 % 电流电源 启动接受电流 1.6 2.0 2.4 mA 启动静态电流 - 55 80 µA 静态电流 Vcc=8V - 2.8 - mA 启动电压 8.6 8.8 9.0 V 振荡器关闭电压 4.0 4.3 4.5 V 再启动电压 - 3.7 - V 过压限制门限 9.2 9.6 10.0 V 应用实例 图 4. 典型应用电路 Page 5 of 5 Thinkpad 日期图章 (红)