反激变换器副边同步整流控制器STSR3应用电路详解（1）

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:384

摘要：为大幅度提高小功率反激开关电源的整机效率，可选用副边同步整流技术取代原肖特基二极管整流器。它是提高低压直流输出开关稳压电源性能的最有效方法之一。

关键词：反激变换器；副边同步整流控制器stsr3；高效率变换器

1 概述

本文给出st公司2003年新推出的开关电源ic产品stsr3应用电路分析。它是反激变换器副边同步整流控制器，具有数字控制的智能ic驱动器。采用stsr3作同步整流控制芯片的反激变换器基本电路简化结构见图1。stsr3的内部功能方框见图2，其引脚排列见图3。

stsr3智能驱动器ic可提供大电流输出，以正常地驱动副边的功率mosfet，使之作为大电流输出的高效率反激变换器中的同步整流器。根据取自隔离变压器副边的一个同步时钟输入，ic产生一个驱动信号，它具有与原边pwm信号相关的死区时间设置。

在原边开关导通时，ic的工作可防止副边发生错误状态，它提供预期的输出截止状态。这个智能的功能实现了快速的逐周逻辑控制机制，它是建立在高频振荡器由时钟脉冲信号来同步。该项预置可由ic外部元件来调节。

经传感检测同步整流器的源极—漏极电压脉冲。这个特殊的禁止功能可以关闭驱动输出，因此当有必要时即刻关掉它。该特性使电源能工作在非连续导通模式下，及避免与变换器并联工作的同步整流器反向导通。

stsr3允许开关电源工作在非连续模式pwm，连续模式pwm，以及在准谐振状态的反激变换器，均能实现同步整流任务。

stsr3的封装如图3所示的so8片状部件，各引脚的符号与功能概述如下：

脚1n/c，它并不接内电路；

脚2vcc，供电输入4～5.5v；

脚3setant，设置预期的关断输出；

脚4ck，为ic工作的同步信号；

脚5inhibt，接非连续模式检测器；

脚6sglgnd，所有控制逻辑信号的基准地线；

脚7outgate，输出去mosfet栅极驱动；

脚8pwrgnd，功率信号的基准地电平。

图4

2 stsr3的应用电路分析

stsr3同步整流器控制器具体应用于一种90w笔记本电脑稳压电源的实际电路见图4，其直流输出为＋19v，4.74a。开关电源是反激式变换器，原边主芯片采用复合pfc/pwm新品cm6805。图4中给出了详细的阻容数值。下面分别介绍stsr3在电路设计上的一些特点。

2.1 ic供电vcc和欠压闭锁输出

stsr3的vcc供电范围是4～5.5v，其内部有一个齐纳二极管限制最大的供电电压为58v。需要外接一只100nf瓷介电容器连在脚2（vcc）与脚6（sglgnd）之间，以确保稳定供电。该高频电容器应尽量紧靠芯片。而用另一只100nf瓷介电容器接在脚2（vcc）与脚8（pwmgnd）之间。欠压闭锁输出特性保证了正常的起动，避免了万一在vcc过低时不希望的驱动工作状态。vcc电压也供给输出端驱动器，因此最大的驱动电压设在55v，所以推荐用逻辑栅极门限电平的mosfet。

2.2 同步工作状态

stsr3具有一种革新的特性，即内在设计使stsr3能工作在副边没有任何来自原边的同步信号条件下。stsr3的同步是直接从副边获得的，它利用同步开关管mosfet两端上施加的电压脉冲，作为开关转换的传递信息。图2中同步信号从脚4（ck）输入，芯片内部的门限电平设置在26v。在ck的输入端接一个峰值检波器，该单元电路能够辨别原边mosfet开关转换感应信号以及之后出现的正弦波形。它由非连续模式工作或者谐振复位形态引起，如图5之中的死区时间内波形所示。

2.3 连续导通模式