准谐振软开关控制器IRIS4015的设计及应用

　　1 概述

　　IRIS4015是将MOSFET和开关电源控制器封装在一起的组合集成电路,主要应用于反激式准谐振变换器.该器件采用5脚SIP或SMD封装,适用于各类高低压开关电源.该器件的静态工作电流很低(100μA),具有内部软启动、温度补偿的逐脉冲过流保护烵CP 、过压锁定保护(OVP)和过热关断保护(TSD)等功能.

　　2 引脚功能

　　IRIS4015的管脚排列如图1所示.各引脚的功能如表1所列.

　　3 应用电路工作原理

　　IRIS4015在反激电源中的典型应用电路如图2所示.

　　3.1 反馈和控制电路

　　表1 IRIS4015的引脚功能

　　引脚号 引脚名 功 能

　　1 S 内部功率MOS管源极引出端

　　2 GND 芯片地

　　3 D 内部功率MOS管漏极引出端

　　4 VCC 芯片电源

　　5 OCP/FB 过流检测/输出电压反馈端

　　振荡器利用IC内部的电容C1充放电来产生决定MOSFET关断时间的脉冲信号.振荡器的工作过程如图3所示.当MOSFET开通时,内部5.6V恒压源对电容C1充电,MOSFET的漏极电流ID流经R5产生压降VR5后反馈到OCP/FB脚,以实现初级电流控制.当OCP/FB脚电压达到基准1(0.73V)时,比较器1翻转,MOSFET关断,C1结束充电,并开始恒流放电.当C1两端电压下降到基准2(1.2V)时,振荡器输出再次反相,MOSFET导通,C1两端电压迅速充电到5.6V,MOSFET反复循环开关工作.MOSFET的导通时间由VR5的斜率决定.同样,MOSFET的关断时间由C1和恒流放电电路决定.关断时间由内部恒流放电电路调整到约50μs.

　　次级输出电压采用电压型控制.输出电压通过光耦在R4两端产生反馈电压VR4,反馈电压与R5两端降压VR5之和使比较器1翻转.当输出电压升高时,OCP/FB脚电压升高,从而使OCP/FB脚电压达到基准电压1(0.73V)的时间缩短,并使MOSFET的导通宽度变窄,以减少反激变压器存储的能量使输出电压降低.

　　3.2 过流保护及正反馈补偿

　　过流保护电路通过检测MOSFET源极和GND之间串联电阻R5两端的电压,可检测MOSFET的漏极电流,该检测信号和VR4之和将反馈到OCP/FB脚并与基准电压1(0.73V)比较,以实现限流功能.

　　过流保护电路动作时,输出过流使输出电压下降,同时辅助绕组的电压也相应下降,当Vcc降到UVLO门限电压以下时,控制器停止工作.输出电流持续下降,Vcc电压因启动电路工作而升到启动电压,从而使电路间歇性工作.

　　当交流输入电压较高时,漏极电流较小,此时达到过流保护时的输出功率值将大于低压输入时的输出功率值.而加入由两个电阻和一个稳压管组成的正反馈补偿电路后(如图4所示),在交流输入电压较高时,其总输出功率变化不大.