手機充電器芯片U95153典型輸出功率(85—264Vac)12W,谷底開通、原邊控制、系統(tǒng)效率高,恒流、恒壓調(diào)整率小于±5%。今天著重介紹下U95153原邊恒壓控制(PSR-CVM)和原邊恒流控制 (PSR-CCM)兩種模式!
■原邊恒壓控制(PSR-CVM)
在原邊控制技術中,當原邊向副邊傳輸能量時,通過采樣與副邊繞組耦合的輔助繞組電壓,得到輸出電壓反饋信號。下圖展示了手機充電器芯片U95153內(nèi)部的電壓采樣、消磁檢測和諧振谷底觸發(fā)的關鍵波形。當恒壓采樣過程結(jié)束時,內(nèi)部的采樣保持模塊記錄下反饋誤差并通過內(nèi)部的誤差運算放大器將其放大。原邊恒壓控制模塊利用誤差運算放大器的輸出實現(xiàn)高精度的恒壓輸出。芯片內(nèi)部恒壓輸出基準為高精度的1.25V。
在恒壓采樣過程中,手機充電器芯片U95153內(nèi)部有一可變電流源從FB管腳流出用作線損補償,如圖所示,由此將在FB波形上產(chǎn)生一個電壓階梯。下圖也展示了消磁過程中FB電壓平臺的量化關系:
其中:Vo和VF分別為輸出電壓和副邊續(xù)流二極管導通電壓;R1和R2為由輔助繞組連接到FB管腳的分壓電阻;Ns和Na分別為副邊繞組和輔助繞組匝數(shù)。在重載模式下,模式識別模塊將根據(jù)誤差運算放大器的輸出自動控制進入恒流模式中。
■原邊恒流控制 (PSR-CCM)
手機充電器芯片U95153利用FB管腳電壓和CS管腳電壓的時序關系,可以實現(xiàn)高精度的恒流輸出控制。如下圖所示,在恒壓輸出模式當系統(tǒng)輸出功率增加且接近恒流輸出控制點時,原邊電感電流達到其最大值。
如上圖所示,原邊電感電流、變壓器匝比、副邊消磁時間(Tdem)和開關周期時間(Tsw)決定了副邊平均輸出電流。如果忽略漏感的影響,副邊平均輸出電流的公式在上圖已示。當輸出電流達到原邊恒流控制模塊的輸出基準時,手機充電器芯片U95153將進入調(diào)頻工作模式中,無論輸出電壓低于恒壓輸出基準或者具體如何,只要VDD電壓不低于其關斷電壓芯片將持續(xù)工作。
在手機充電器芯片U95153內(nèi)部,在恒流輸出模式中消磁時間Tdem與開關周期Tsw的比例被嚴格控制為 4/7。所以實際平均輸出電流可以表示為:
其中:
N----變壓器原邊繞組與副邊繞組匝數(shù)之比。
Rcs---連接于三極管發(fā)射極與 GND 之間的采樣電阻。