COOLMOSICE2A系列的应用研究

摘要：由InfineonTechnologies（IT）公司推出的COOLMOSICE2A165/265/365系列芯片是PWM＋MOSFET二合一芯片，其优点是：用它做开关电源，无需加散热器，在通用电网即可输出20～50W的功率；保护功能齐全；电路结构简单；能自动降低空载时的工作频率，从而降低待机状态的损耗，故在中小功率开关电源中有着广泛的应用前景。关键词： COOLMOS；特性；应用ApplicationResearchofCOOLMOSICE2AFamilyIC

ZHOUXin?ying,ZHAOKeAbstract:TheCOOLMOSICE2AfamilyICproducedbyIT consistsofPWMandMOSFETtwoinone,andhasmanya

advantagesuchasoutputpower20～50Winnormallineandnoheatsinkrequired, multi?protectionfunction,onlyafewexternalcomponentsrequiredinSMPS,automatical reducingfrequencyinnoloadtoavoidnoiseandstandbypowerconsumption andhenceitcanbebroadlyappliedinmiddleandsmallpowerSMPS.Keywords:COOLMOS; Performance;Application中图分类号：TN492文献标识码：B文章编号：0219－2713(2002)10－ 0550－02

1引言

由IT公司推出的COOLMOSIC是PWM＋MOSFET的二合一芯片，其主要特点是

1）FET的耐压为650V，ICE2A365的导通电阻低，为0.5Ω;

2）无需加散热器即可输出较大的功率，具体输出功率见表1；

3）具有过、欠压保护、过热保护及过流保护，并具有自恢复功能；

4）待机状态及空载时能自动降低工作频率，从而

降低损耗，最低工作频率为21.5kHz，以避免可闻噪声；

5）电路结构简单，所需外部元器件少，从而大大减少开关电源的体积和重量。

可见，用COOLMOS系列芯片做开关电源时，其性能价格比具有明显的优势。

2管脚功能介绍

ICE2A165/265/365为双列直插8脚结构，其外型如图1所示。

脚1软启动设置，使用者可自行设置所需软启动时间，并具有自动重启动功能。

脚2用于反馈信号输入，以控制PWM，调整占空比，最大占空比为0.72。

脚3MOSFET工作电流检测脚，以达到过流保护的目的。

脚4、5为MOSFET的漏极。

脚6空脚。

脚7PWM控制器电源，8.5～21V。

脚8电源地。

3电路组成

采用COOLMOSICE2A165/265/365组成的开

图1管脚结构图（顶视）

图2由COOLMOSICE2A165/265/365组成的

12V，3A开关电源原理电路图

关电源原理电路如图2所示。

由图2可见，采用ICE2A165/265/365组成的开关电源由下列几部分组成：

1）整流滤波电路，由C11、L、C12、R2、C13、C14、C15及整流桥组成，以得到直流电压供给COOLMOS的漏极；

2）主变换器，由COOLMOS（U1）及脉冲变压器T组成；

3）后整流及滤波部分，由肖特基整流管VD3、VD4及C16、L6、C17、C3组成；

4）反馈控制部分，由U2、R9、R12、R13、R15、R1、C10、R14、R10和C5组成；

5）软启动时间由C4决定；

6）过流保护由取样电阻R7设定；

7）辅助电路，由VD5、R8、C18、C7及稳压管Z1组成，供给控制器电源；

8）R3和R4为芯片自启动限流电阻；

9）VD1、R5和C4为缓冲电路。

从原理图上可以看出，用ICE2A系列芯片组成的开关电源，其电路结构较简单，外部元器件少。

4外部元件值的估算

用COOLMOS组成开关电源时，其主要元件为脉冲变压器、软启动电容C4、过流检测电阻 R7及补偿网络C10、R14值的确定，分述如下。

1）脉冲变压器T

采用ICE2A165/265/365组成开关电源时，其脉冲变压器的初级电感在400～600μH范围内比较合适，在反激式电路中，磁芯应加气隙，以调整脉冲变压器的初级电感，同时应注意变压器的绕组排列，以尽量减少漏感，避免造成对MOSFET的过大的应力。

2）软启动电容C4

C4可用下式估算C4=(1)

式中：tsoft?start—软启动时间；

Rsoft?start—软启动电阻（芯片内）。

设tsoft?start=5ms，当环境温度为65℃时，Rsoft?start=48kΩ，将上述数据代入式（1）得到

C4≈0.06μF，取标称值0.068μF。

3）过流检测电阻R7R7接在MOSFET的源极，以检测MOSFET的工作电流，R7×IDPeak?1V，若IDPeak=4.5A，则R7==0.22Ω。

4）补偿网络C10、R14

C10、R14组成滞后补偿网络，其时常数τ=1～3ms，若C10=0.1μF，则R14==10～30kΩ

而初级补偿网络R10、C5的时间常数一般为200ns。

5电路不易起振的问题

ICE2A165/265/365组成开关电源，最主要的问题是不易起振，可用以下方法解决此问题。

1）输出端要加假负载。当输出端空载时电路不易起振，若假负载电流超过15mA时，便易启动。

2）控制器部分的电源电压不能超过16.5V，若超过则易受保护而难以起振。

3）过流检测电阻R7不宜过大，过大则难以起振，因为此时R7上的电压已超过1V。

6结语

用ICE2A165/265/365组成的开关电源具有较多的优点，其性能价格比比同类芯片高，因而在DVD电源、机顶盒电源及仪器仪表电源中具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].电子工业出版社，1998

[2]沙占友等编著.新型单片开关电源的设计与应用[M].电子工业出版社，2001.