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AP3700Z发射极驱动方式电流型PWM控制器
来源:本站整理  作者:佚名  2013-08-10 09:37:10

    AP3700Z采用BCD公司的CMOS工艺制成,是一款射极驱动方式的电流型PWM控制芯片,驱动普通的高压NPN型三极管,主要用于手机充电器、电磁炉及小功率(5W左右)电源适配器中。

一、芯片特点简介

    该芯片采用TO-92封装,只有3只引脚,即电源端VCC、脉冲输出端OUT和接地端GND,如图1所示。该芯片的电压反馈输入和电源端(VCC)合用一只引脚,以提高集成度;采用抖频技术以降低系统E-MI(电磁干扰),无需安装高频吸收电容仍可满足电磁兼容要求;采用跳频技术,以降低空载条件下的功耗。采用该芯片组成的小功率开关电源电路,主要具有以下特点:

      1.空载输入功耗低
    轻载和空载时,控制器从正常的PWM方式自动切换到“Skip cy~Cle”模式,在输入电压为AC85V~AC230V的情况下,空载时的功耗在0.1W~0.15W之间,小于CEC.标准(CEC是美国加利福尼亚州能源委员会的简称。该委员会针对AC-DC与AC-AC外部电源供应器的能源使用效率制定了强制性标准)规定的极限值为0.3W。

    2.电源转换效率高
    AP3700Z的启动电流和工作电流均很低,分别是0.22mA和0.45mA;电源端工作电压VCC也较低(3.65V~5.25V),因此启动电阻损耗和控制器损耗都很低,低于0.1W。

      3.瞬态特性好
    AP3700Z采用电流模式控制,且始终保持断续模式运行,这都使得输入-输出的传输函数简单,因而瞬态响应速度快、电压过冲小,其负载动态特性如图2所示,过冲电压仅为350mV。

二、应用电路简析

    AP3700的典型应用电路如图3所示,输出电压为5V/1A, AP3700(U1)的③脚直接驱动三极管Q1的发射极。电网上电后,U1的③脚首先从Q1的发射极获得能量,实现启动。C6,R7和C5是环路补偿元件,再配合恒压恒流元件U2实现对负载端电压和电流的稳定性调节。

    值得一提的是,采用AP3700的手机充电器具有非常好的充电特性,在图3中,充电器输出端的主要损耗在限流电阻R14上,电流采样端电压Vsense固定为0.2V,输出1A负载电流时损耗为0.2W,其充电特性曲线如图4所示,主要优点如下:1.满载一空载的负载调整率好,约0.5%;2.短路电流小,最大电流就是恒流充电电流;;3.恒流时的电压范围宽,1.5V~5.05V。


    【提示】负载调整率(LOADREGULATION )----当输入电压不变,负载从零变化到额定值时,输出电压的变化率,即负载调整率=(满载时输出电压一空载时输出电压)/(额定负载时输出电压),通常用百分比表示。例如:某5V直流稳压电源的输出电流从0增加到最大电流1A,它的输出电压从5.00V降到了4.50V,降落值0.5V除以标称输出电压5V,得到10%,这就是该电源的负载调整率。

      电源负载的变化会引起电源输出的变化,负载增加,输出降低;相反负载减少,输出升高。负载调整率是衡量电源好坏的一项重要指标。越好的电源,负载调整率越小。

三、小功率充电器电路方案比较

    目前,手机、相机等小功率充电器电路主要有三类主流方案:分立PWM控制器方案、集成PWM控制器方案和RCC方案。

    传统的分立PWM控制器方案是分立的PWM控制器配MOSFET管,特点是元件选择灵活,线路多种多样,性能良好,因而被广泛采用。AP3700充电器也属于分立PWM控制器方案,但该方案采用特殊的驱动方式,目的是用普通的NPN型高压三极管取代昂贵的MOSFET管,从而降低成本。

    集成PWM控制器方案的典型应用电路如图5所示,其特点是变压器输入侧器件数量少,线路简洁;输出侧由运放和电压基准器组成恒压恒流控制电路。在该方案中,由于功率器件和PWM器件集成在一个封装内,故散热难、整体成本较高。

    自激振荡式(RCC)充电器方案的典型应用电路如图6所示,与图5相比,其次级电路相同,主要区别是在初级电路,其特点是无专门的控制器来实现脉冲调制,而是由变压器、电容、电阻等元件来控制。

    RCC方案看上去最简单,但其使用性能不可靠,宽电压范围工作困难,批量生产时合格率不高。为了可靠起振,功率器件也必须选择价格较高的MOSFET管。综上所述,各方案的特点见表1。

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