新型组合式COOLMOS器件在开关电源中的应用研究

摘要：COOLMOS ICE2A165/265/365是Infineon technologies 公司推出的系列PWM+MOSFET二合一芯片，其突出特点是由其组成的开关电源，在市电电网中工作时，无需外加散热器即可输出２０～５０Ｗ的输出功率；且能自动降低空载时的工作频率，从而降低待机状态的损耗；同时还具有过、欠压保护、过热保护、过流保护以及自恢复功能，因而在中小功率开关电源中有着广泛的应用前景。

    关键词：COOLMOS；PWM;开关电源；功率器件

１　主要特点

Ｉｎｆｉｎｅｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ 公司的ＩＣＥ２Ａ１６５／２６５／３６５系列芯片是新型ＣＯＯＬＭＯＳ器件，该器件是ＰＷＭ控制器和ＭＯＳＦＥＴ开关管组合为一体的功率器件，它的主要特点如下：

●ＦＥＴ耐压为６５０Ｖ，导通电阻低；

●无需散热器即可输出较大的功率；

●具有过、欠压保护、过热保护、过流保护和自恢复功能；

●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，可以避免可闻噪声；

●电路结构简单，所需外部电路元件少，可大大减少开关电源的体积和重量，提高系统的可靠性。

由于ＩＣＥ２Ａ１６５／２６５／３６５系列芯片具有以上诸多特点，因而可广泛用于中、低功率的开关稳压电源中。使用该芯片不仅电路组成简单，而且可靠性很高，所以?在中、低功率电子设备中有着广泛的应用前景。

２　引脚功能

ＩＣＥ２Ａ １６５／２６５／３６５采用双列直插式结构，其封装形式为ＤＩＰ－８，现将各管脚功能说明如下：

１脚：软启动设置端，设计者可通过改变外围电路参数自行设置所需的软启动时间。

２脚：反馈信号输入端，在启动瞬间，通过输出取样电路可控制光耦的输出电流，从而改变反馈信号的大小，进而控制ＰＷＭ控制器的输出占空比。该器件的最大输出占空比为０．７２。

３脚：ＭＯＳＦＥＴ工作电流检测端，该器件可对输出电流的大小进行实时监测，以便在输出电流过大时切断ＰＷＭ信号的输出，从而实现过流保护。

４、５脚：为ＭＯＳＦＥＴ的漏极。

６脚：空脚。

７脚：内部ＰＷＭ控制器供电电源端，输入电压范围为＋８．５～＋２１Ｖ。

８脚：电源地。

３　４５Ｗ／１５Ｖ开关电源的设计

采用ＣＯＯＬＭＯＳ ＩＣＥ２Ａ１６５／２６５／３６５ 组成的开关电源的原理电路如图１所示。该电路的设计要求是：

输入电压：ＡＣ ８５Ｖ～ＡＣ ２６５Ｖ?５０Ｈｚ?；

输出电压：＋８Ｖ～＋１５Ｖ；

输出电流：３．０Ａ。

下面根据设计要求，给出图１所示电路的主要元件的设计方法。

３．１ 电流检测电阻的选择

根据设计要求，如选择ＩＣＥ２Ａ３６５为核心控制器件，可通过将ＣＯＯＬＭＯＳ器件设定在输出功率的上限，然后通过取样电阻Ｒ７设定电流的最大值。由于Ｒ７接在ＭＯＳＦＥＴ的源极，因而可检测ＭＯＳＦＥＴ的工作电流。由于要求Ｒ７ Ｉｄｐｅａｋ≤１Ｖ，因此，在Ｉｄｐｅａｋ为３．０Ａ时，Ｒ７可选在０．３３Ω以下。

３．２ 脉冲变压器的设计要求

脉冲变压器的初级电感（即励磁电感）Ｌｍ中的电流与电压的关系近似为：

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