TEA1504集成電路工作原理及引腳功能

TEA1504集成電路采用14腳雙列直插式(DIP14)塑料封裝，該IC內(nèi)部集模擬電路和數(shù)字電路于一體。它除含有誤差放大器、振蕩器、脈寬調(diào)器（PWM）、鋸齒波發(fā)生器等一般開關(guān)電源控制IC的單元電路外，還集成了高壓?jiǎn)?dòng)電流源、獨(dú)特的開、關(guān)功能電路和猝發(fā)待機(jī)（burst mode stand-by）電路。TEA1504具有三種工作模式，即：正常開/關(guān)工作模式、猝發(fā)待機(jī)模式和輕負(fù)載功率低頻模式。通過靈活設(shè)置工作模式可大大提高開關(guān)電源的工作效率。
TEA1504集成電路符號(hào)/引腳/功能： Vi 1 高壓?jiǎn)?dòng)電流源輸入 DRIVER 4 驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，接功能MOSFET管的柵極 Isense 5 電流取樣輸入，連接到電流取樣電阻 Vaux 6 IC電源端，連接到輔助電源濾波電容 DS 7 IC內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路電源，可與6端共用電源 REF 8 參考輸入，連接到參考電阻，于設(shè)置內(nèi)部參考電流 CTRL 9 振蕩周期和脈沖占空比控制 GND 11 地 DEM 13 消磁信號(hào)輸入端 OOB 14 猝發(fā)待機(jī)模式，開/關(guān)工作模式控制信號(hào)輸入端 n.c. 其它腳 未連。
TEA1504集成電路內(nèi)部設(shè)計(jì)有先進(jìn)的啟動(dòng)電流源，因而無需外加高耗能的連續(xù)充電電路。啟動(dòng)電流源由外部主電壓從Vi端（pin1）輸入，可為IC的電源電容Caux提供充電電流，同時(shí)也為IC的內(nèi)部控制電路提供工作電流。當(dāng)Vaux端的電源電容被充電到11V時(shí)，振蕩器開始起振，IC輸出脈寬調(diào)制信號(hào)（PWM）來驅(qū)動(dòng)功率MOSFET管，從而使開關(guān)變壓器的次級(jí)隨之輸出直流電壓Vo。Caux上的電壓在啟動(dòng)時(shí)有一次充放電的過程，啟動(dòng)時(shí)由啟動(dòng)電流源對(duì)Caux充電。當(dāng)Caux上的電壓上升到11V時(shí)，電路將產(chǎn)生振蕩并輸出PWM波。同時(shí)Caux上的電壓開始下降，當(dāng)該電壓下降到下限門限值8.05V時(shí)（UVLO）,開關(guān)變壓器輸出電壓，從而使Caux被輔助繞組重新充電到11V。另外，啟動(dòng)電流源還能幫助實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障狀態(tài)下的安全再啟動(dòng)或“打嗝”工作模式。一般在故障狀態(tài)下，IC將停止正常工作模式。因?yàn)楫?dāng)IC檢測(cè)到輸出故障狀態(tài)時(shí)，會(huì)立即封鎖驅(qū)動(dòng)脈沖輸出，而使Caux無法得到補(bǔ)充充電，從而使其電壓隨之下降，一旦Caux上的下降到電壓下限鎖定值，啟動(dòng)電流源將重新被激活，并將Caux充電到11V，系統(tǒng)又開始進(jìn)入安全再起動(dòng)模式，如此往復(fù)循環(huán)。而在“打嗝”工作模式為了達(dá)到安全的“打嗝”工作模式，在安全再啟動(dòng)模式下，Caux的充電電流Irestart應(yīng)為0.53mA，而正常工作模式下的充電電流Istart為1mA，因而可確保在輸出短路情況下系統(tǒng)元件不致?lián)p壞。IC內(nèi)帶溫度補(bǔ)償?shù)?.5V基準(zhǔn)電壓在經(jīng)REF腳（pin8）外接參考電阻RREF后可產(chǎn)生一個(gè)不受溫度影響的偏置電流IREF，但應(yīng)注意：RREF的取值會(huì)影響到振蕩頻率。
TEA1504集成電路使用獨(dú)特的電壓反饋結(jié)構(gòu)。它的初級(jí)電壓反饋信號(hào)通過RDEM從DEM端（pin13）輸入，采樣與保持電路通過流入DEM端的采樣電流來工作，采樣電流的大小與RDEM上的電壓有關(guān)。次級(jí)采樣電流的大小被儲(chǔ)存在CTRL腳的外接電容CCTRL上，并由它給PWM調(diào)制器設(shè)定驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比。在次級(jí)反饋電路中，反饋電壓一般通過光耦合器提供。PWM單元由一個(gè)反相誤差放大器和比較器組成，它輸出的PWM波的占空比與CTR端（pin9）的控制電壓成反比。來自振蕩器的信號(hào)通過觸發(fā)器送到功率MOSFET的驅(qū)動(dòng)級(jí)可使MOSFET管開通，而來自脈寬調(diào)制器的信號(hào)或占空比限制電路信號(hào)，則可使MOSFET關(guān)斷。當(dāng)PWM輸出波形不穩(wěn)時(shí)，觸發(fā)器將停止輸出PWM波形。PWM波形的 大占空比為80%。在脈寬調(diào)制電路中，將振蕩器輸出的鋸齒波電壓與誤差放大器的輸出進(jìn)行比較，可調(diào)整PWM波形的占空比。振蕩器被全部集成在IC內(nèi)，通過內(nèi)部電容的充、放電產(chǎn)生鋸齒波，鋸齒波的斜坡段占整個(gè)振蕩周期的80％，所以IC輸出波形的 大占空比為80％。改變外部參考電阻RREF的電阻值（RREF可在16.9k～33.2k之間選擇）可使振蕩頻率在50～100kHz之間改變。IC內(nèi)部有一個(gè)頻率控制單元，它能根據(jù)輸出負(fù)載的輕重自動(dòng)使振蕩器工作于低頻或高頻狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)電源的輸出功率小于 大輸出功率的1/9時(shí)，TEA1504將轉(zhuǎn)換到低頻工作模式，低頻與高頻工作模式的頻率比為1:2.5。低頻工作可減小開關(guān)電源的開關(guān)損耗，而且在轉(zhuǎn)換時(shí)不會(huì)影響到輸出電壓的調(diào)節(jié)。
TEA1504輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖正向電流可達(dá)120mA，反向脈沖電流可達(dá)550mA。它允許快速開通和關(guān)斷功率MOSFET管。選擇較低的正向脈沖，是為了限制MOSFET管開通時(shí)的dV/dt(電壓上升率)，以降低電路的電磁干擾（EMI），同時(shí)減少通過電阻Rsense的電流峰值。
TEA1504集成電路的保護(hù)功能主要有過電流保護(hù)（OCP）、過電壓保護(hù)（OVP）、140℃超溫保護(hù)和磁飽和保護(hù)等。其中磁飽和保護(hù)是為了確保能提供間斷性的電源輸出、簡(jiǎn)化反饋控制電路的設(shè)計(jì)以及提供較快的暫態(tài)響應(yīng)，從而防止變壓器和電感元件在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)磁飽和或儲(chǔ)能元件在釋放能量時(shí)承受的應(yīng)力過大。另外，當(dāng)開關(guān)電源的輸出處在短路狀態(tài)時(shí)，磁飽和保護(hù)還能對(duì)開關(guān)電源提供逐周電流保護(hù)。

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