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摘要：COOLMOSICE2A165/265/365是Infineontechnologies公司推出的系列PWM+MOSFET二合一芯片，其突出特點是由其組成的開關電源，在市電電網中工作時，無需外加散熱器即可輸出20～50W的輸出功率；且能自動降低空載時的工作頻率，從而降低待機狀態的損耗；同時還具有過、欠壓保護、過熱保護、過流保護以及自恢復功能，因而在中小功率開關電源中有著廣泛的應用前景。

關鍵詞：COOLMOS；PWM;開關電源；功率器件

1主要特點

InfineonTechnologies公司的ICE2A165／265／365系列芯片是新型COOLMOS器件，該器件是PWM控制器和MOSFET開關管組合為一體的功率器件，它的主要特點如下：

●FET耐壓為650V，導通電阻低；

●無需散熱器即可輸出較大的功率；

●具有過、欠壓保護、過熱保護、過流保護和自恢復功能；

●待機狀態及空載時能自動降低工作頻率，從而降低損耗；

●最低工作頻率為21．5kHz，可以避免可聞噪聲；

●電路結構簡單，所需外部電路元件少，可大大減少開關電源的體積和重量，提高系統的可靠性。

由于ICE2A165／265／365系列芯片具有以上諸多特點，因而可廣泛用于中、低功率的開關穩壓電源中。使用該芯片不僅電路組成簡單，而且可靠性很高，所以在中、低功率電子設備中有著廣泛的應用前景。

2引腳功能

ICE2A165／265／365采用雙列直插式結構，其封裝形式為DIP－8，現將各管腳功能說明如下：

1腳：軟啟動設置端，設計者可通過改變外圍電路參數自行設置所需的軟啟動時間。

2腳：反饋信號輸入端，在啟動瞬間，通過輸出取樣電路可控制光耦的輸出電流，從而改變反饋信號的大小，進而控制PWM控制器的輸出占空比。該器件的最大輸出占空比為0．72。

3腳：MOSFET工作電流檢測端，該器件可對輸出電流的大小進行實時監測，以便在輸出電流過大時切斷PWM信號的輸出，從而實現過流保護。

4、5腳：為MOSFET的漏極。

6腳：空腳。

7腳：內部PWM控制器供電電源端，輸入電壓范圍為＋8．5～＋21V。

8腳：電源地。

345W／15V開關電源的設計

采用COOLMOSICE2A165／265／365組成的開關電源的原理電路如圖1所示。該電路的設計要求是：

輸入電壓：AC85V～AC265V50Hz；

輸出電壓：＋8V～＋15V；

輸出電流：3．0A。

下面根據設計要求，給出圖1所示電路的主要元件的設計方法。

3．1電流檢測電阻的選擇

根據設計要求，如選擇ICE2A365為核心控制器件，可通過將COOLMOS器件設定在輸出功率的上限，然后通過取樣電阻R7設定電流的最大值。由于R7接在MOSFET的源極，因而可檢測MOSFET的工作電流。由于要求R7Idpeak≤1V，因此，在Idpeak為3．0A時，R7可選在0．33Ω以下。

3．2脈沖變壓器的設計要求

脈沖變壓器的初級電感（即勵磁電感）Lm中的電流與電壓的關系近似為：

Im＝U0τ／Lm

式中：U0為初級電感兩端的電壓；τ為開關脈沖寬度。

圖1

由上式可知，脈沖變壓器的初級電感值要適當，一般在400μH到600μH之間比較合適。輸出功率較大時可取低一些；反之則應取高點。在反激式電路中，磁芯應加氣隙，以調整脈沖變壓器的初級電感，同時應注意變壓器的繞組排列，以盡量減少漏感，避免造成對MOSFET過大的應力。

3．3次級電路的設計

次級電路主要是選擇整流管和濾波電容。整流管應根據輸出電流和電壓來選擇，一般在低輸出電壓情況下，可采用肖特基二極管，而輸出電壓較高時，則需要采用快恢復二極管。當開關頻率較高時，應采用超快恢復二極管作整流管，以減小其反向電流對初級的影響。

濾波電容E4的容量應滿足輸出電壓紋波的要求，L6及E5應能有效濾除開關所產生的噪聲。

3．4反饋調整電路的設計

反饋調整電路由光耦和可調三端穩壓器TL431組成。在啟動瞬間，通過輸出取樣電路可以控制光耦的輸出電流，從而改變反饋信號的大小，同時控制PWM控制器的輸出占空比，以確保電源在低電網電壓和滿載啟動時達到規定的調整值。用C10、R14組成滯后補償網絡時，其時間常數τ應為1～3ms，若C1選為0．1μF，那么，R14應選擇在10～30kΩ。

4設計注意事項

用ICE2A165／265／365設計開關電源時，最主要的問題是不易起振。所以在設計過程中必須注意以下問題：

（1）輸出端必須加假負載。因為輸出端在空載時，電路不易起振，而當流經假負載的電流超過15mA時，則比較容易啟動。

（2）內部PWM控制器的供電電壓不能超過16．5V，若超過，則會因易受保護而難以起振。

（3）過流檢測電阻R7不宜過大，因為過大可能難以起振。因為當R7上的電壓超過1V時，系統會認為過流而不起振。5結束語

綜上所述，用ICE2A165／265／365組成的開關電源具有較多的優點，與同類芯片相比，它們具有較好的性價比和可靠性，因而在DVD電源、機頂盒電源及儀器儀表電源中具有廣泛的應用前景。