TEA1504集成电路工作原理及引脚功能

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TEA1504集成电路工作原理及引脚功能
TEA1504集成电路工作原理及引脚功能

TEA1504集成电路采用14脚双列直插式(DIP14)塑料封装，该IC内部集模拟电路和数字电路于一体。它除含有误差放大器、振荡器、脉宽调器（PWM）、锯齿波发生器等一般开关电源控制IC的单元电路外，还集成了高压启动电流源、独特的开、关功能电路和猝发待机（burst mode stand-by）电路。TEA1504具有三种工作模式，即：正常开/关工作模式、猝发待机模式和轻负载功率低频模式。通过灵活设置工作模式可大大提高开关电源的工作效率。www.pc920.com
TEA1504集成电路符号/引脚/功能： Vi 1 高压启动电流源输入 DRIVER 4 驱动信号输出，接功能MOSFET管的栅极 Isense 5 电流取样输入，连接到电流取样电阻 Vaux 6 IC电源端，连接到辅助电源滤波电容 DS 7 IC内部驱动电路电源，可与6端共用电源 REF 8 参考输入，连接到参考电阻，于设置内部参考电流 CTRL 9 振荡周期和脉冲占空比控制 GND 11 地 DEM 13 消磁信号输入端 OOB 14 猝发待机模式，开/关工作模式控制信号输入端 n.c. 其它脚 未连。 www.pc920.com
TEA1504集成电路内部设计有先进的启动电流源，因而无需外加高耗能的连续充电电路。启动电流源由外部主电压从Vi端（pin1）输入，可为IC的电源电容Caux提供充电电流，同时也为IC的内部控制电路提供工作电流。当Vaux端的电源电容被充电到11V时，振荡器开始起振，IC输出脉宽调制信号（PWM）来驱动功率MOSFET管，从而使开关变压器的次级随之输出直流电压Vo。Caux上的电压在启动时有一次充放电的过程，启动时由启动电流源对Caux充电。当Caux上的电压上升到11V时，电路将产生振荡并输出PWM波。同时Caux上的电压开始下降，当该电压下降到下限门限值8.05V时（UVLO）,开关变压器输出电压，从而使Caux被辅助绕组重新充电到11V。另外，启动电流源还能帮助实现系统故障状态下的安全再启动或“打嗝”工作模式。一般在故障状态下，IC将停止正常工作模式。因为当IC检测到输出故障状态时，会立即封锁驱动脉冲输出，而使Caux无法得到补充充电，从而使其电压随之下降，一旦Caux上的下降到电压下限锁定值，启动电流源将重新被激活，并将Caux充电到11V，系统又开始进入安全再起动模式，如此往复循环。而在“打嗝”工作模式为了达到安全的“打嗝”工作模式，在安全再启动模式下，Caux的充电电流Irestart应为0.53mA，而正常工作模式下的充电电流Istart为1mA，因而可确保在输出短路情况下系统元件不致损坏。IC内带温度补偿的2.5V基准电压在经REF脚（pin8）外接参考电阻RREF后可产生一个不受温度影响的偏置电流IREF，但应注意：RREF的取值会影响到振荡频率。www.pc920.com
TEA1504集成电路使用独特的电压反馈结构。它的初级电压反馈信号通过RDEM从DEM端（pin13）输入，采样与保持电路通过流入DEM端的采样电流来工作，采样电流的大小与RDEM上的电压有关。次级采样电流的大小被储存在CTRL脚的外接电容CCTRL上，并由它给PWM调制器设定驱动脉冲的占空比。在次级反馈电路中，反馈电压一般通过光耦合器提供。PWM单元由一个反相误差放大器和比较器组成，它输出的PWM波的占空比与CTR端（pin9）的控制电压成反比。来自振荡器的信号通过触发器送到功率MOSFET的驱动级可使MOSFET管开通，而来自脉宽调制器的信号或占空比限制电路信号，则可使MOSFET关断。当PWM输出波形不稳时，触发器将停止输出PWM波形。PWM波形的最大占空比为80%。在脉宽调制电路中，将振荡器输出的锯齿波电压与误差放大器的输出进行比较，可调整PWM波形的占空比。振荡器被全部集成在IC内，通过内部电容的充、放电产生锯齿波，锯齿波的斜坡段占整个振荡周期的80％，所以IC输出波形的最大占空比为80％。改变外部参考电阻RREF的电阻值（RREF可在16.9k～33.2k之间选择）可使振荡频率在50～100kHz之间改变。IC内部有一个频率控制单元，它能根据输出负载的轻重自动使振荡器工作于低频或高频状态。当开关电源的输出功率小于最大输出功率的1/9时，TEA1504将转换到低频工作模式，低频与高频工作模式的频率比为1:2.5。低频工作可减小开关电源的开关损耗，而且在转换时不会影响到输出电压的调节。
TEA1504输出的驱动脉冲正向电流可达120mA，反向脉冲电流可达550mA。它允许快速开通和关断功率MOSFET管。选择较低的正向脉冲，是为了限制MOSFET管开通时的dV/dt(电压上升率)，以降低电路的电磁干扰（EMI），同时减少通过电阻Rsense的电流峰值。
TEA1504集成电路的保护功能主要有过电流保护（OCP）、过电压保护（OVP）、140℃超温保护和磁饱和保护等。其中磁饱和保护是为了确保能提供间断性的电源输出、简化反馈控制电路的设计以及提供较快的暂态响应，从而防止变压器和电感元件在启动时出现磁饱和或储能元件在释放能量时承受的应力过大。另外，当开关电源的输出处在短路状态时，磁饱和保护还能对开关电源提供逐周电流保护。