開關(guān)電源芯片KA7552

概述：KA7552是仙童( Fairchild )公司生產(chǎn)的開關(guān)電源控制IC芯片，它具有多種保護(hù)功能，且外圍電路簡單、應(yīng)用方便，多用于影碟機(jī)、液晶彩電傳真機(jī)、打印機(jī)等電子設(shè)備的開關(guān)電源中。KA7552芯片工作電壓范圍為10V~30V，可直接驅(qū)動(dòng)功率型MOSFET管，驅(qū)動(dòng)電流最大可達(dá)土1.5A，驅(qū)動(dòng)脈沖最大占空比為70%;工作頻率范圍為6kHz~600kHz，具有較高變換效率和較小的電源發(fā)熱量;在鎖定模式中，有過壓切斷功能，并具有完善的過流過載、 欠壓保護(hù)與軟啟動(dòng)功能 ，待機(jī)電流僅為90uA。KA7552集成電路采用8腳雙列直插式朔封結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。KA7552和FA5310、FA5311性能相同，可以互換。

一、KA7552引腳功能和實(shí)測電壓值

引腳說明：⑥腳為供電端，一般采用+12V供電;③腳外接取樣電阻，與內(nèi)部電路構(gòu)成過流檢測電路;⑤腳為開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)脈沖輸出端，可直接驅(qū)動(dòng)場效應(yīng)管;⑧腳為ON/OFF控制端，并兼有軟啟動(dòng)控制功能。

二、KA7552內(nèi)部方框圖

三、KA7552應(yīng)用電路

如上圖所示，電路屬于反激式開關(guān)電路， KA7552(IC101 )產(chǎn)生振蕩信號(hào)，經(jīng)過由R109、R107.D106組成的整形網(wǎng)絡(luò)后送給開關(guān)管Q101的柵極(G)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為正半周時(shí)，Q101導(dǎo)通，電容c106兩端約320V電壓經(jīng)開關(guān)變壓器T101的初級(jí)繞組，Q101的D.S極，過流采樣檢測電阻R105到地形成電流回路，T101的初級(jí)繞組儲(chǔ)能;當(dāng)振蕩信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，Q101截止，在變壓器T101次級(jí)感應(yīng)出所需要的各組電壓。

1.市電輸入與整流濾波電路

交流市電經(jīng)插座輸入后，經(jīng)過保險(xiǎn)管F101加到高壓濾波電容C101及壓敏電阻ZNR101的兩端。znR 101的作用是防浪涌沖擊，如雷擊時(shí)，瞬間輸入的市電電壓過高，ZNR101的阻值立即降低， F101熔斷，從而保護(hù)后級(jí)電路。抗干擾電路又稱“干擾抑制電路”，通常設(shè)置在整流濾波電路之前，作用是抑制交流電中的高頻干擾成分，一是防止其竄入開關(guān)電源后級(jí)電路，二是防止開關(guān)電源電路工作時(shí)產(chǎn)生的高頻雜波通過電源線竄入電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)造成干擾(這種干擾稱為“傳導(dǎo)干擾”)。L101 是將兩個(gè)電感制作在同一個(gè)磁芯中，形成一個(gè)同芯電感，在交流電通過時(shí)，兩個(gè)電感所產(chǎn)生的磁通量正好大小相等，方向相反而抵消，這樣就有效地抑制了共模干擾信號(hào)。電容C102濾除電路中的高頻差模干擾信號(hào)，電容C103、C104濾除電路中的低頻干擾信號(hào)。市電經(jīng)抗干擾電路濾除雜波后，進(jìn)入全橋整流、濾波電路。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻TH101的作用是限流，用來抑制沖擊電流，C106為濾波電容o整流濾波后的直流電壓值約是輸入交流電壓的1.4倍(約310V)。

2.啟動(dòng)電路

接通AC220V電源后，整流、濾波所得的320V直流電壓經(jīng)變壓器T101主繞組加至Q101的漏極，同時(shí)市電經(jīng)全橋中的一只二極管半波整流，R102、R103串聯(lián)降壓(R102.R103 稱為啟動(dòng)電阻)后給電容C125充電，當(dāng)C125兩端電壓達(dá)到16V時(shí)IC101開始工作。KA7552的啟動(dòng)時(shí)間由R102、R103的阻值和電容C125的容量確定。IC101工作后，內(nèi)部振蕩器通過外接電容充放電產(chǎn)生三角波振蕩脈沖，其振蕩頻率由①腳和⑦腳外接的電阻和電容決定。振蕩脈沖加至芯片內(nèi)部PWM比較器，并與加在比較器的另外三路電壓(Cs腳電壓、FB腳電壓、參考電壓)進(jìn)行比較，然后經(jīng)推挽電路放大，最后從⑤腳輸出PWM驅(qū)動(dòng)脈沖，其波形如圖3所示。

驅(qū)動(dòng)脈沖經(jīng)R109、R107、D106加至Q101的柵極，使Q101進(jìn)入開關(guān)狀態(tài)，T101各繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。其中，T101輔助繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢經(jīng)R108限流D108整流.C125濾波后，得到約12.3V穩(wěn)定的直流電壓，給IC101的⑥腳提供工作電壓，以取代啟動(dòng)電路供電，讓電路穩(wěn)定工作。啟動(dòng)工作后，T101次級(jí)產(chǎn)生兩組感應(yīng)電動(dòng)勢，-組經(jīng)D201.C201整流濾波后得到24V直流電壓;另一組經(jīng)D202、C203整流濾波后得約7V的直流電壓，該電壓經(jīng)TA7805穩(wěn)壓后，輸出穩(wěn)定的5V直流電。

3.穩(wěn)壓控制電路

從變換器的工作原理來講，輸出電壓的高低取決于變換器的初級(jí)繞組中電流的大小和時(shí)間長短。初級(jí)繞組中電流越大，電流流過的時(shí)間超長，次級(jí)繞組獲得的感應(yīng)電壓就越高;反之次級(jí)繞組獲得的感應(yīng)電壓越低。因此，通過控制初級(jí)繞組中電流流過的時(shí)間長短，就可以控制輸出電壓的高低。本機(jī)的穩(wěn)壓控制電路由由IC101內(nèi)部的脈寬調(diào)整電路、取樣比較電路、放大電路組成。取樣比較電路根據(jù)輸出電壓的高低，與基準(zhǔn)電壓比較后輸出不同的誤差電壓去控制脈寬調(diào)整電路，由脈寬調(diào)整電路來調(diào)節(jié)開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。電阻R224、VR201 、R225組成分壓電路，對(duì)24V電壓采樣。IC201為三端精密穩(wěn)壓器。當(dāng)24V電壓升高時(shí)，光耦PC101的①腳電壓升高，同時(shí)取樣電阻R225兩端電壓也升高，即IC201的R極電壓升高，則IC201的A極電壓下降，即PC101的①、②腳間電壓增大，其內(nèi)部的發(fā)光二極管發(fā)光增強(qiáng)，PC101的③、④腳內(nèi)部的光敏三極管導(dǎo)通程序加深，相當(dāng)于IC101的②腳外接等效電阻減小.C101②腳電壓下降，其⑤腳輸出的pwM占空比下降，變壓器的初級(jí)繞組儲(chǔ)能減小，則輸出的電壓下降。若24V電壓下降，其穩(wěn)壓過程與上述相反。

4.保護(hù)電路

在開關(guān)管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時(shí)，在初級(jí)繞組中將會(huì)產(chǎn)生高達(dá)1kV的反向感應(yīng)電動(dòng)勢，這一高壓會(huì)使開關(guān)管瞬間擊穿，為了保護(hù)開關(guān)管，電路設(shè)置了由D103.C108.R104.R105組成的尖峰吸收電路。在開關(guān)管導(dǎo)通期間，D103截止，該電路對(duì)電源工作沒有影響;在開關(guān)管截止時(shí)，D103導(dǎo)通，將初級(jí)繞組中的反向感應(yīng)電動(dòng)勢釋放，以防止反峰高壓將開關(guān)管擊穿。IC101 的⑥腳內(nèi)部設(shè)有欠壓保護(hù)電路，當(dāng)供電電壓低于8.7V時(shí)，內(nèi)部保護(hù)電路啟動(dòng)，振蕩電路停止振蕩。R105 稱為“過流保護(hù)取樣電阻”，與Q101的s極相連，將流過開關(guān)管的電流轉(zhuǎn)換為電壓。若負(fù)載電流增大.則R105兩端的壓降增大，該電壓通過電阻R122反饋到IC101的③腳。當(dāng)③腳電壓上升到保護(hù)閾值時(shí)，IC101關(guān)閉⑤腳的驅(qū)動(dòng)脈沖輸出，開關(guān)電源停止振蕩，從而達(dá)到過流保護(hù)的目的。電容c121起到加速保護(hù)的作用，稱為“加速電容”。