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新一代机顶盒与液晶电视用的低价简易开关电源的设计 ? 鲁思慧 ? 摘要：本文主介绍用SC2618同步降压控微制芯片与AO4812双场效应功率集成管设计成新一代机顶盒、液晶电视(或高清晰度电视)用的低价简易开关电源，并对SC2618芯片特征与简易开关电源主要参数计算及PCB线路排版技术作一分析说明。 ? 关键词：PWM控制器 比较器反馈 场效应管 驱动 1、?? 大输出电流和低输出电压的低价高效率开关电源迫走眼前 ? 传统电子消费产品的AC-DC开关电源，通常需要带有多组输出隔离变压器并由一片原边电源控制器控制输出电压和电流，但这类多组输出电源的输出电流都比较小，稳定的输出电压是通过线性稳压管来实现。从设计与制造及使用的角度来看，比较麻烦而且成本也较高。需指出的是，其线性稳压管只能应用于高电压和低电流，故此种电源在应用上局限性很大，己远远不能适应新一代电子消费产品的需要。 ? 由于新一代电子消费产品如机顶盒，液晶电视(或高清晰度电视)需要的是能提供大输出电流和低输出电压的低价高效率开关电源，这样就促使许多产品设计需采用分散式电源模式，也就是说，产品设计更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC-DC适配器并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。 ? 特别要说明的是，由于系统主芯片的电压越来越低而电流越来越大，这样就可以使越来越多的直流开关电源能出现在系统板上的新型工装技术。 ? 而要提供一系列价格低廉，线路简单，性能齐全直流开关电源，其关键在于是如何应用低廉、简单，性能齐全的电源控制芯片。近年来Semtech International公司的低价简易同步式降压控制芯片(SC2618)不失为一种好的选择，因为用该简易同步式降压控制芯片(SC2618)只需较少外围元器件就能设计出低电压高效率降压电源。那如何设计与组成？这是设计人员要解决的问题，也是本文阐述的主要内容。 ? 1、 同步式降压控制芯片(SC2618)简介 ? SC2618芯片是滞后模式PWM控制器，可以用来设计高效率低成本开关电源的设计；该滞后模式PWM控制器允许使用陶瓷电容器，而且可以不需要补偿电路和校准；内部软启动时的“打嗝”型短路保护可提供预防输出短路以及相反输入电压序列。其同步式降压控制芯片(SC2618)内部组成框图见图1所示。图1中DL为低场效应驱动输出；DH为高端场效应驱动输出；BST为供电时门驱动电压；FB为反馈；GND为模拟和功率地；Vcc为芯片电压和低端FET驱动电压。 ? ? SC2618组成特点：工作频率在500KHz以上；输入电压从5V-12V；具有0.5A门驱动能力；内部微调频带间隙基准(±1%)；具有“打嗝”型短路保护和输入电压序列保护；6脚SOT23封装。为此SC2618能广泛应用于图像电电源与嵌入式低成本高效率转换器。 ? 2、 用SC2618设计简易同步降压电源方案(Vin为5V/12V，Vout处1.8V/3.5A) ? 图2为用同步式降压控制芯片SC2618与双场效应功率管 AO4812集成块设计组成的机顶盒和液晶电视及其它消费电子产品所需的板上开关直流电源线路图。 ? ? 2.1电源组成 ? 此电源的输入电压Vin由交流变直流适配器提供，Vin大多数为12V/5V(也有少数会用24V)，输出电压是1.8V，输出电流是3.5安培。由图所示SC2618是一个六个管脚SOT-23小封装芯片。它能接收4.5V至14V工作电压并有一个1.25V内部电压基准(见图1所示Vref=1.25V)。0.5安培的场效应管驱动能使电源的输出电流达到10安培。由于SC2618不需要反馈补偿电路，故设计人员不需要在设计电源中花许多时间计算和测试难度较高的反馈补偿电路。双场效应功率管IC2为AO4812，其参数见表1所示。 ? ? 2.11电源的开关频率Fs计算 ? 由图2可看到，一组分压电阻(R6，R8)会将输出电压Vout信息反馈给SC2618芯片的 FB端(为SC2618内部比较器的负端-见图1所示的比较器2的负端)。此比较器2的正端与1.25V电压基准相连接，其图3(a)(b)就是PWM工作方式示意波形图。如果输出电压Vout低于所设定的数值，高端的场效应管Q1将被导通并一直导通到输出电压Vout回升到设定的数值以上。同样的道理，如果输出电压Vout高于用户所设定的数值，高端的场效应管将被关断而低端的场效应管Q2将被导通并一直导通到输出电压下降到设定的数值以下。这种芯片模式将会使一个降压式电源工作在以下任何一种模式： 1) 高端场效应管导通1微秒； 2) 低端场效应管导通1微秒； 3) 高/低端场效应管各导通1微秒。 ? ? 由于SC2618内置高/低端场效应管最低导通时间是1微秒，电源的开关频率可由图4推断出。 ? 2.111用图4说明该降压