IC資料-SP9741中文資料及應(yīng)用電路pdf

1、一、概述SP9741 是使用 PWM 方式的二通道開關(guān)電源調(diào)整控制器。兩個(gè)通道的線路可獨(dú)立地同時(shí)應(yīng)用于直流對直流的遞升、遞降、和反向轉(zhuǎn)換開關(guān)電源中。集成電路SP9741采用SOP16封裝，具體的指標(biāo)參數(shù)，可參見其產(chǎn)品樣本。本文謹(jǐn)就 SP9741的工作原理和具體應(yīng)用，擬文進(jìn)行介紹。為敘述方便，現(xiàn)將SP9741產(chǎn)品樣本中的“原理框圖”、“引出端說明”和“時(shí)序曲線”摘錄如下： 原理框圖：（圖1）引出端說明：（表1）Pin No.Pin name功能 Function1CTExternal timing capacitor 外部定時(shí)電容2RTExternal timing resistor 外部定時(shí)電

2、阻3NON1Positive input for error amplifier 1 放大器1正輸入端4INV1Negative input for error amplifier 1 放大器1負(fù)輸入端5FB1Error amplifier 1 output 誤差放大器1輸出6DT1Output 1 dead time/soft start setting 輸出1死區(qū)時(shí)間/軟啟動設(shè)定7OUT1Output 1 輸出18GNDGround 地9VCCPower supply 電源供電10OUT2Output 2 輸出211DT2Output 2 dead time/soft start sett

3、ing 輸出2死區(qū)時(shí)間/軟啟動 設(shè)定12FB2Error amplifier 2 output 誤差放大器2輸出13INV2Negative input for error amplifier 2 放大器2負(fù)輸入端14NON2Positive input for error amplifier 2 放大器2正輸入端15SCPTime latch setting 定時(shí)鎖存器 設(shè)定16VREFReference voltage output（2.5V） 參考電壓輸出從原理框圖和引出端說明可見，SP9741內(nèi)部具有兩個(gè)獨(dú)立的PWM 方式的開關(guān)調(diào)整控制通道，其相應(yīng)的誤差放大器和PWM控制的輸入輸出端子

4、分別是 NON1、INV1、FB1、DT1、OUT1和NON2、INV2、FB2、DT2、OUT2。為敘述簡單，下文中若不列出通道號者，是對兩個(gè)通道的泛指，即兩個(gè)通道是一致的。同時(shí)，SP9741內(nèi)部共用了基準(zhǔn)電壓（Vref），三角波振蕩器（Ct、Rt）以及內(nèi)置的保護(hù)電路單元（SCP、UVLO）。從原理框圖和時(shí)序曲線可見，SP9741兩路相同的PWM控制電路，均接受集成電路內(nèi)部SCP（Time latch setting）和UVLO過壓保護(hù)電路的控制：從SP9741原理框圖可見，兩個(gè)通道的FB輸出共同作用于比較器SCP Comp，而比較器SCP Comp的輸出又直接控制Time latch se

5、tting電路。時(shí)序曲線：（圖2 ）二、SP 9741組成開關(guān)電源電路的應(yīng)用電路介紹（一 ）（圖3）為圖面相對清晰、敘述簡單，圖3的應(yīng)用原理電路（一）僅列出單路降壓（遞降Step-down）方式的開關(guān)電源實(shí)用電路；而該典型電路，完全可以推廣到雙路的應(yīng)用之中。l 開關(guān)電源工作頻率的確定和相應(yīng)的頻率補(bǔ)償：開關(guān)電源的工作頻率，由SP9741三角波振蕩器的振蕩頻率Fosc決定、取決于外接的定時(shí)電容Ct和定時(shí)電阻Rt的數(shù)值。一般的應(yīng)用中，可取Ct=220P、Rt=10K，相應(yīng)的振蕩頻率在400KHz左右。誤差放大器反相輸入端INV和輸出端FB之間，加入了誤差放大器的相位補(bǔ)償RC電路。在不同的工作頻率下，

6、其相位補(bǔ)償RC參數(shù)可適當(dāng)加以調(diào)整。l 開關(guān)電源電路元件參數(shù)的計(jì)算：由于誤差放大器的輸入電壓范圍限制在0.3V1.6V之間，一般反相輸入端INV由Vref（2.50V）基準(zhǔn)電壓端通過電阻（R5、R6）分壓器設(shè)置在0.5Vref=1.25V電位上。誤差放大器的同相輸入端NON接入由開關(guān)電源輸出電壓端的電阻分壓器（R1、R2）檢出的輸出電壓反饋信號。通過誤差放大器的放大，其調(diào)整信號經(jīng)過集成電路內(nèi)部的PWM比較器和三角波信號進(jìn)行比較，在OUT輸出可控制占空比的PWM波，從而達(dá)到控制開關(guān)電源輸出電壓的效果。開關(guān)電源輸出電壓的設(shè)計(jì)值，取決于SP9741內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓Vref和外部電阻R1、R2，R5、R6

7、的分壓比；其計(jì)算公式和示范計(jì)算結(jié)果如下：Vout1 =Vref（R6/(R5+R6)）（(R1+R2)/R2）=2.50V（30K/(30K+30K)）（(30K+10K)/10K）=2.50V（0.5）（4）=5.0V考慮到SP9741基準(zhǔn)電壓Vref 的負(fù)載能力，接入Vref電路的電阻總值不宜過小。l 集成電路功能端的功能和常規(guī)接法：SP9741的DT端，一般有兩種接法：DT簡單地直接接地（如DT2）和DT 預(yù)置偏壓和電容（如DT1）；兩種接法都可以正常工作。改變DT端的電壓和電容，可以影響開關(guān)電源的死區(qū)時(shí)間和軟啟動特性。由于兩個(gè)通道的FB端子均參與了SCP Comp比較器的控制，所以獨(dú)立

8、測試和應(yīng)用其中任意一個(gè)通道的先決條件是，另外一個(gè)通道的FB在“高電平”狀態(tài)；否則，被測試和應(yīng)用的通道將無法正常工作，見應(yīng)用原理電路（一）。SCP端（Pin-15）在應(yīng)用電路中，一般用0.471uF的電容器接地。在上電瞬間和電路實(shí)施保護(hù)的瞬間，SCP 端子并聯(lián)的電容器，可延遲保護(hù)功能的發(fā)生，維持開關(guān)電源的正常運(yùn)行?？梢愿鶕?jù)保護(hù)延遲時(shí)間的實(shí)際要求，適當(dāng)決定該電容器的容量；或者在SCP端預(yù)置偏壓。l 開關(guān)電源輸出保護(hù)的過程和結(jié)果描述：一旦輸出電壓由于過載、短路等原因跌落，引起相應(yīng)的NON端電位低于INV端電位（INV端電位由Vref而穩(wěn)定）一個(gè)比較大的數(shù)值時(shí)，OUT端輸出的波形有趨向完全截止的階段；

9、此時(shí)，SCP端將會有一個(gè)高電平脈沖周期出現(xiàn)，電路經(jīng)過延遲即進(jìn)入“保護(hù)鎖存”狀態(tài)：OUT端呈現(xiàn)不再變化的截止?fàn)顟B(tài)高電平，DT端（不直接接地時(shí)）同時(shí)突變到高電平。DT端（DT1和DT2同步）在保護(hù)狀態(tài)下輸出高電平的特性，需要時(shí)可以作為“進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)”的信號加以利用。該“保護(hù)鎖存” 過程是一個(gè)不可逆過程，除了切除電源電壓、再重新上電復(fù)位（Reset）之外，無法自動恢復(fù)。若需要完全撤消SCP保護(hù)功能，可將SCP端子直接接地來實(shí)現(xiàn)。l 開關(guān)電源外部電路元件的選擇要點(diǎn)：由于開關(guān)電源的工作頻率已經(jīng)進(jìn)入中頻范圍，外部的電感電容元件的體積就可以相對地減小，有利于應(yīng)用設(shè)備的小型化。同時(shí)，由于電磁感應(yīng)也相對地增加，

10、所以在布局上應(yīng)該按高頻設(shè)備的要求處理。外接功率三極管（PNP）和肖特基二極管，要求采用高頻開關(guān)管，以減少開關(guān)損耗。應(yīng)用電路圖中的元件參數(shù)，是在工作頻率400KHz、輸出電壓5.0V時(shí)的典型數(shù)值。工作頻率或輸出電壓設(shè)計(jì)改變時(shí)，可按照常規(guī)的開關(guān)電源元件參數(shù)設(shè)計(jì)，加以調(diào)整。三、SP 9741組成開關(guān)電源電路的應(yīng)用電路介紹（二）l SP 9741組成開關(guān)電源電路的應(yīng)用中，升壓方式是經(jīng)常需要的。下面的應(yīng)用原理電路圖（圖4），通道一設(shè)計(jì)成降壓方式、通道二設(shè)計(jì)成升壓方式，可提供用戶參考。 圖4降壓方式（通道一）開關(guān)電源部分的參數(shù)設(shè)計(jì)，已經(jīng)在上文介紹。升壓方式（通道二）開關(guān)電源輸出電壓的計(jì)算，類似于降壓方式；

11、按上圖輸出標(biāo)稱值電壓12V、輸出電壓端取樣電阻分壓器的數(shù)值，可計(jì)算其輸出單元的設(shè)計(jì)值（注意圖3和圖4中元件序號的不一致）：Vout2 =Vref（R21/(R21+R22)）（(R6+R7)/R7）=2.50V（30K/(30K+30K)）（(86K+10K)/10K）=2.50V（0.5）（9.6）=12.0V以上的輸出單元設(shè)計(jì)計(jì)算值12.0V，是分壓電阻R6采用精密電阻、電阻值86K；若使用普通電阻，可采用標(biāo)稱值82K和標(biāo)稱值3.9K的電阻串聯(lián)而成。當(dāng)要求精確的輸出電壓數(shù)值時(shí)，上述參與計(jì)算的分壓電阻均應(yīng)采用精密電阻。當(dāng)然，精密電阻的誤差和基準(zhǔn)電壓本身的偏差都需要考慮進(jìn)去。l 上述應(yīng)用原理電路的供電電壓采用9V，是考慮到降壓方式的輸出電壓設(shè)計(jì)值是5V、升壓方式的輸出電壓設(shè)計(jì)值是12V，所以9V是“中間值”、比較典型。實(shí)際的供電電壓，可以根據(jù)需要，在SP9741的工作電壓范圍內(nèi)確