綠色工作模式PWM控制器SG6840/SG6841解析方案

1. 概述

綠色工作模式PWM控制器SG6840/SG6841具有許多特殊的功能和完善的保護特性。在備用狀態下，PWM工作頻率自動降低，功耗減小，但輸出電壓仍保持穩定不變，該器件采用Bi-CMOS工藝制造，起動電流和正常工作電流大大減小，因此電源轉換效率較高。起動電流典型值只有30μA，工作電流也只有3mA。在正常工作狀態下，SG6840/SG6841為固定頻率PWM控制器。工作過程中，開關電源的負載減輕時，PWM工作頻率將隨之降低，這種綠色工作模式可顯著減小空載和輕載時開關電源的功率損失，有助于滿足恒定輸出功率的要求。該器件中還采用了同步斜率補償技術，它可以確保連續模式工作時電流回路的穩定性。該器件內含電源電壓補償電路，因此輸入電壓在很寬范圍內變化時，開關電源可維持恒定輸出功率，該器件還具有過熱保護功能。為了檢測環境溫度，應用時應外接負溫度系數熱敏電阻NTC。SG6840內部還具有限功率控制器，因此具有超功率保護功能，從而可實現限制電源功率的安全要求，這兩種器件都采用8腳DIP和SO封裝。

該PWM控制器可用于通用開關電源、反激式電源變換器、交流電源適配器、電池充電適配器和機內開關電源等方面。

2. 引腳排列及引腳功能

SG6840和SG6841引腳排列如圖1所示。各引腳的功能如下：

1腳 GND：接地腳。

2腳 FB：反饋腳。FB腳提供穩壓器反饋信號，PWM占空比由FB腳反饋信號控制。

3腳 VIN： 起動電流輸入腳。在電源輸入和該腳之間應接入一只起動電阻。在離線式開關變換器中，起動電阻的阻值應為1.5MΩ。調整起動電阻的阻值，可以改變恒定輸出功率限制的電源電壓補償。

圖1　引腳排列

4腳 Ri：基準設定。該腳典型基準電壓為1.3V。該腳到接地腳之間接入一只電阻，可產生恒定電流（SG6841）增加該電阻的阻值，恒定電流值減小，開關頻率降低。外接電阻Ri 典型值為26KΩ。

5腳 RT： 過熱保護。該腳輸出恒定電流。為了檢測環境溫度，該腳到接地腳之間，應接入負溫度系數熱敏電阻NTC。當該腳電壓低于設定的極限值時，過熱保護電路開始工作。

6 腳 SENSE：電流取樣。外接電流取樣電阻兩端的壓降加到該腳。該取樣電壓達到內部門限值后，PWM輸出被封鎖，因此，可實現過流保護。

7腳 VDD：電源輸入。

8腳 GATE：驅動器輸出。內部推挽輸出驅動器的輸出腳。該腳輸出信號可驅動外接的功率MOSFET。

3. 基本工作原理

SG6840內部框圖如圖2所示。該器件與其他PWM控制器的內部結構基本相同，都由偏壓源、電流和電壓比較器、PWM產生電路、驅動器電路、保護電路等部分組成。不同的是：該器件的振蕩器受綠色模式控制器控制，開關電源空載和輕載時，電流取樣信號降低，綠色模式控制器使振蕩器工作頻率降低。SG6841內部產生的脈寬調制信號還受功率限制控制器控制。開關電源輸出功率較大時，電流取樣信號電壓過大，該信號通過功率限制控制器，可以改變PWM輸出脈沖的占空比從而控制輸出功率。功率限制控制器還可以控制內部偏壓，輸出功率過大時，功率限制控制器還可切斷內部偏置電源，從而使內部電路停止工作。應當注意SG6840除了無功率限制控制器外，其他與SG6841完全相同。

圖2　SG6841內部框圖

3.1起動電流和工作電流

SG6841的起動電流只有30μA，這樣就可以選大阻值和低瓦數的起動電阻，以100VAC~240VAC輸入的AC/DC變換器為例，選取1.5MΩ、0.25W以及10μF/25V的VDD維持電容即可。

SG6840/SG6841的工作電流只有3mA，提高了工作效率，減小了維持電容。