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基于RM3260T的图腾柱LED驱动电源 熊本刚 工程师 作者单位：广东省珠海市华赛电子科技有限公司 研发部 邮编：519000 摘要：RM3260T芯片是一款高性能离线式脉冲频率调制PFM电源管理IC，该芯片应用了原边检测反激Boost拓扑技术，省掉了光耦和恒流处理芯片，就是在这款新型微电路基础上，提出了一种利用实现的 图一 原理分析：图一所示电路是由压敏电阻、热敏电阻、π型滤波器和桥式整流单元组成；压敏电阻VR是用来吸收高压输入的放电火花，热敏电阻RZ是为了实现功率电路的软启动（限制开机时的浪涌电流），π型滤波器是用来实现EMI滤波功能，以消除共模干扰，桥式整流电路是交流到直流（AC-DC）的转换。 2、保护逻辑及辅助电源电路原理分析 图二 原理分析：图二所示的开启电压是指在开机瞬间整流桥堆输出的DC电压通过R1、R2向芯片VCC引脚瞬间供电，当VCC电压高于芯片的欠压锁定电压时瞬间启动。欠压锁定是靠变压器的辅助绕组供电，供电电阻为R3，当芯片VCC的供电电压低于开启电压时MOSFET被强制关断，同时进入重启状态，等待下次开启。采样电压是通过变压器副边绕组的两个电阻R5和R10的分压来提供，分压后的电压通过芯片的INV脚采样，当采样电压低于2V时，系统进入恒流状态。电流检测是采用逐周期电流检测后的脉冲频率控制PFM方式实现的，是通过检测RM3260T芯片CS脚外接电阻R9的电压来实现。 3、脉冲频率调制PFM单元电路原理分析 图三 原理分析：图三所示的PFM电路在RM3260T芯片内部，为了方便描述，画出了PFM单元电路框图，本设计采用原边反馈控制（PSR）技术实现恒流（CC）的精确控制，无需光耦，由次级反馈电路和环路补偿电路即可实现系统稳定、并可靠地工作。PFM的工作原理是，芯片的工作频率通过系统的工作模式来自我调节，在断续反激工作模式下其最大输出功率由下式计算： 　 图四 原理分析：图四所示由控制电路，保护电路、辅助电源和功率转换四部分组成，系统的转换效率和保护特性都在该DC-DC电路中实现。 DC-DC功率转换过程是在不连续工作模式下，输出电压由原边绕组来决定，当MOSFET导通时负载电流由输出滤波电容提供，原边电流呈斜坡上升，变压器储存能量，当MOSFET关断时，储存在变压器磁芯的能量由原边传递到副边，这种电流、电压传递过程完全是由隔离变压器与MOSFET按照一定的谐振频率稳定工作并实现能量传递，这就是DC-DC功率转换的工作原理。 三、图腾柱电路描述及理论分析 图五 ⑴、电路描述：图五所示图腾柱放大电路由两个三极管Q2和Q3构成，上管是NPN型三极管，下管是PNP型三极管；NPN型三极管的集电极接变压器辅助绕组供电输出端，与R7相连，与芯片共用同一VCC，供电电压为20V，该电路从直流角度看是串联的，两对管共射联接处为输出端，本电路结构类似于乙类推挽功率放大器OCL。 ⑵、理论分析：图六所示芯片GATE输出的方波信号正负两个半周（高-低电平）分别由推挽输出级Q2、Q3的两“臂”轮流运算放大，每一“臂”的导电时间为脉冲的半个周期， 方波脉冲的工作频率为25-50KHz（该频率根据负载的不同而变化）。电路工作的逻辑过程是，高电平输入，上管导通下管截止，输出高电平；低电平输入，下管导通上管截止，输出低电平；当电路逻辑的上下两管均截止时，则输出为高阻态。在开关电源电路中，类似的电路常称为“半桥”。图腾柱简化及等效电路图如下：（图七） 图六 图七 ⑶、理论计算如下： A、工作状态分析 静态：Vi=Vo Q2、Q3均不工作，Vo=0V 动态：Vi=H(高电平) Q2导通、Q3截止；Vi=L(低电平) Q3导通、Q2截止；两只三极管分别在半个周期内工作，该电路的工作原理类似于乙类推挽功放。 由等效电路可知：驱动电流Io=C×（Vgs÷Dt）=(Vcc-Vgs)÷R，由此推出如下关系式： Vcc=Vgs*(1+RC/Dt) ∵て=RCDt, ∴Vcc≈Vgs 由此看出，从直流电压的角度来考虑，只要Vcc电压正常，并大于MOSFET的门电压，足以使MOSFET永远工作在开/关状态，