CS-5101次级后置调节器IC及其应用

　　1.概述

　　在开关电源中,初级与次级之间都用高频变压器隔离。开关电源控制器IC位于初级时,次级反馈电压必须通过光耦合器隔离。多路输出开关电源中,电压精密调整方法有:线性调节、开关式后置调节和磁性放大器(M.A)后置调节三种方式。

　　2.CS-5101的主要功能、特征及其工作原理

　　CS - 5101采用14脚PDIP或16脚SO宽体封装,如图1所示,内部结构框图如图2所示,引脚功能如表1所列。

　　CS-5101控制器的最大额定参数如下:

　　●电源电压(VC):-0.3~45V;

　　●VSYNC和输出电源电压(VC、VG、VSYNC、VD):-0.3~75V;

　　●VIS+、VIS-(VCC-4V到24V):-0.3~24V;

　　●VREF、VFB、VCOMP、VRAMP、VISCOMP:-0.3~10V;

　　●工作结温(TJ):-40~150℃;

　　●工作温度范围:-40~85℃;

　　●贮存温度范围-65~150℃。CS-5101主要的特征:

　　●1.5A峰值电流推拉输出;

　　●外部可编程过电流保护;

　　●精度为2%的5V基准电压(误差放大器基准电压精度为1%);

　　●内部补偿的误差放大器,外部时钟脉冲同步;

　　●外部功率MOSFET漏极电压监视;

　　●无损耗开关;

　　●300ns的传输延迟,在睡眠模式下,电流低于100μA。

　　CS-5101可在单端、双端或反激式变换器中产生高稳定的±12V、±5V或3.3V等输出电压。CS-5101利用前沿调制,既可用于电流型也可用于电压型控制,每一路输出电压的精度可控制在1%。

3.典型应用电路

　　CS-5101的典型应用电路及其相关波形如图3所示。当SYNC脚同步电压超过SYNC比较器2.5V门限时,开关周期从时间t1(如图3b)开始,RAMP脚斜坡电容CR被IC内200μA的电流充电。当斜坡电容CR两端电压高于缓冲控制电压VC时,PWM比较器输出高电平(在时间t2),与VG脚相接的外部功率开关MOSFET导通,RS触发器置位,将PWM比较器输出锁定。在脉冲的后沿,斜坡电容CR放电。只有当SYNC脚脉冲后沿电压低于SYNC比较器的门限电压(2.5V)且RAMP脚斜坡电压低于RAMP比较器的门限电压(1.65V)时,逻辑状态才会翻转,从而关断输出级电路。在t3时刻,门电路G2输出高电平,使触发器复位。斜坡电容CR通过IC内的Q4放电, IC输出级电路闭锁,外接功率MOSFET关断。

　　斜坡电容CR的数值由开关频率和变压器次级脉冲VSY的最大占空比确定。当RAMP脚电压降到0.3V后,开关电源不起调节作用。当IC电流降到100μA以下时,IC进入睡眠模式。

　　VCC脚电压通过欠压封锁比较器UVL监控。当VCC降到UVL门限电压(约7V)以下时, IC中5V的基准电压及所有电路将闭锁。另外, VCC电源电压还通过VCC-OK比较器监视。当VCC降到VREF-0.7V以下时,故障信号加至门电路G1,驱动晶体管Q4导通,实现外部功率开关管的过电压保护。从REF-OK比较器可得到一个附加的故障信号。当VREF电压值降到OK门限以下时,VREF通过门电路G1监控,使IC不输出。VD脚监控功率MOSFET的漏极电压,当VC或VCC电压降至设定值以下时,输出级将处于关断状态。