ETC TDA4919

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TDA4918'/TDA4919户开关电源控制 IC 及其应用电路
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·新特器件应用
TDA4918/TDA49 19 升美~保枝喇 IC
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毛兴武祝大卫高树云
摘要 : TDA49181 TDA4919 是西门子公司生产的带有 MOSFET 驱动器输出的开关
型电源控制 ICò 本文介绍了它们的内部结构、主要特征、功能及其应用电路。
关键词:开关电源 IC
电源或电压模式
故障识别
保护
TDA4918 比 TDA4919 多出一路驱动器输
1 、概述
出和一个推挽触发器。 TDA4918/TDA4919
TDA4918/ TDA4919 是西门子公司推
各引脚符号及功能如表 L
出的开关电源控制 IC，用于直接控制和驱动
TDA4918/TDA4919 的主要特征如下:
功率开关 MOSFET 或 IGRT o 这两种 IC 为2
.开关频率可达 150kHz(TDA4918) 或
设计高品质回扫和正向变换器提供所必须的
数字与模拟功能。 TDA4918/TDA4919 还可
用于控制电压倍增器和控制调速马达。芯片
300kHz( TDA4919) 叮
·推挽输出驱动电流为十 700mA
/
-500mA。
上的比较器可以识别故障，并履行过电压和
动态电流限制等保护功能 o TDA4918 有两个
驱动器输出，占空因数被限制在 50% ;
TDA4819 只有一个驱动器输出，对于单端 JF
关电源，占空因数约达 100% 。
P-DIP-20-1
2、内部结构、引脚说明及其主要
特征
TDA4918/ TDA4919 主要采用塑封
P-DSO-20-1
DIP-20-1 和砌封 DSO-20-1 封装，如图1( a) ，
顶视图如图1( b) 。其中，引脚 2(Q SIP l)仅
TDA4918 才使用。
TDA4918/ TDA4919 主要由内部电源、
电压控制振荡器 (VCQ) 、斜坡产生器、运算
图l( a)
GNDQSIP
11
QSIP1 [ï
QSIP2
TDA4918/4919 外形
GND
愉I
QOPAmpllK1
U
VsQSIP 口
放大器、古空因数控制比较器 (Kl) 、比较器
(K2) 、过电压比较器 (K3)~ 欠电压比较器
,.
(K4) 、动态电流比较器 (K5) -，触发器、基准
电压和驱动器输出级等单元电路程成。图 2 旨
和图 3 分别示出的是 TDA4918 和 TDA4919
的内部电路框图 U二者的主要区别就是
图l( b) TDA4918/4919 管脚排列
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3 《菌外‘电子元器件汩9f)7 年第 4期; ， 1997 年#丹:
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图 3 TDA4919 内部电路
·前馈控制巨
·软启动二 γ
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·在过电压和欠电压比较上滞后时间
可调。
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·驱动器输出地与 IC 地是分开的。
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TDA4918/η)A4919 导遇阀值电压为
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TDA49撼ITDA4919 开关电源控制 IC 及其应用电路
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!斜坡产生器。
|输入备用。
|参考电压。
二二
二二
1211 侃3 ，过电压输入。
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欠电压输入。
斜坡产生器。
动态电流限制。
|+ IDYNKS
61
-IDYN J<5动态电流限制。
1
输出成为可能。来自 K5 的误差信号或 K1 的
关闭信号则使触发器不能产生输出。
一
齐纳一极管限制软启动电容 cso月叩T
上的电压最高到 5V ，斜坡产生器电压可以达
到 5.5V。对于斜坡产生器上升沿的一个适当
的斜率，占空比能限制到要求的最大值。这
在回扫变换器中是一个突出的优点。 K2 的
同相输入开关门限是 1.5V。如果软启动电容
|频率产生器。
|马
101 即
111 V町
1
-27 一
上的电压低于1. 5V，随 K2 的输出将置位误
差触发器。假如无复位脉冲， 1 误差触发器将
接收置位脉冲，并阻止重新启动。在 K1 正输
人端上的两个电压，与斜坡产生器电压比
较。只要没有误差存在，软启动电容用 6μA
啦
的电流充电到 sv 的最大值。如果有一个误
差软启动电容用 2μA 的电流放电。斜坡产
17!IOPA即仙 >1 运算放大器正相输人。
1811 OP Arr以-) I 运算放大器反相输入。
一
191QOP Ar叩，f IKIL 运算放大器输出 1 比较器输入 o
却 I GND'
11C 地
生器最小电压是 1.8V。在软启动电容上的电
压超过 1.8V 后，输出占空比将缓慢增大。
误差信号被发送到误差触发器复位输入，
立刻导致输出堵塞。一旦误差消除，造过软启
9.6V，关断门限是 7.8V， :.最高电源电压为
动重新产生输出。对于过电压情况出现时，在
33V，最高结温为 150'C。
过电压比较器 K3 和欠电压比较器 K4 的输入
iji控振荡器 (VCO) 外接 G 和 RT 。在
端施加一个电流，可用于调节滞后时间。在欠
G 上的充电电流连续流动，并通过 RT 调
电压情况下， K4 上的置位电流流进组件。动态
节。在Gr-敢地朔间，放电电流是有源的，;V∞
电流限制比较器 K5 用于识别开关晶体管上的
到斜坡产生器通过一个触发信号，触发斜坡
过电流。在误差消除之后，在关断触发器上，随
产生器。其中， TDA4819 与 VCO 工作在相同
VCO 触发脉冲产生输出。在误差出现与输出
的频率上。斜坡产生器的下降沿必须比 VCO
堵塞之间的延时仅 25Onso
的下降沿短。为控制在输出上的脉冲宽度，斜
坡产生上升沿电压与比较器 K1 上外部可调
直流电压进行比艘。上升:斜率通过~进行调
4 、应用举例
4.1 用 TDA4918 驱动卤素灯
节。 TDA4818 中的推挽触发器通过 vα) 的
TDA4918 可以控制不同用途的开关电
下降沿进行控制，以确保在同一时间内只有
源。图 4 示出的是采用 TDA4918 推挽驱动
一个驱动输出。比较器 Kl 履行占空因数控
器 IC 设计的 36V/400W 卤素灯电子变压器
制。在控制电路中i 运算放大器用71传输放大
电路。这种拓扑结构方案在重量上仅是 50Hz
后的电压变差以调整比较器 Kl电正输入，于是
电感式镇流器的 10% ，工作频率为 20kHz，
电压的变化转换成占空比的变化。在关断触
系统功率因数 À=O~ 96 ，效率可 =95% 。
发器置位输入， V∞的下降沿产生一个脉
工频市电 (220V) 经全波擎流，输出嘴从
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一 28 一
〈国外辈子元器件〉凹97 年第 4 期 .1997 年 4 月
。到约 310V 变化的 100Hz' 脉动直流电庄
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推挽型式的两辛苦
S RUP3但型 JGET 功率开关
并出现在小电容 C17(2.t户的上。在功率变
r 交替导通。 Q2...Q3 的集电极电流被电流变压
压器 T1 的次级，产生 20kHz的振荡信号，其
器 T2 的 n3 绕组检测，经 D4-D7 全桥整
包络取自全桥整流输出电压的正弦半波波
流，在 R21 上j的电压正比于 Q2 和 Q3 的集
形。脉动直流电压通过电阻 R16 和 R17 对
电极电流。，在输出功率 400W 时， R21 上电
电解电容 C12 充电到 13V 时， IC 由备用转
压幅度为 2.4V。一旦输出端发生短路， Q2 和
换为有源模式， C12 放电。当 C12 上电压降至
Q3 集电极将产出非常高的突变电压。为保护
lOV 时， IC 又回复到备用态。尔后， T1 的副
Q2" Q3 免遭损坏， D9 、 D lO、 C15、 C16 及
绕组 n3、二极管 D8 与电阻 R29 对 C12 充
R27、
电。在正常工作时， C12 上的电压是 24V ，:经
R26( 或 IC 脚 12) 上的电压超过 IC 中过电
齐纳二极管 D1 和调整管 Q1 等组成的线性
压比较器 K3 的门限， IC 则立即关断输出。
稳压器，输出 15V 的电压施加到 IC 的飞
调节电位器凹，可以改变占空因数， ，从而使
脚，作为 IC 电源。
灯电压能在 4V 到 36V 之间变化，从而可改、
γ
s
r.TDA的工8 在脚 L 脚 3 的输出驱动接成
S
R28 、 R6. 等级成一个限制器，只要
变灯光强度。
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图 4 用 TDA4918 组成的 36V/4∞卤素灯电子变压器，
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TDA4918/TDA4919 开关电源控制 IC 及其应用电路
功率变压器 Tl 采用 E55/ 21( N27) 磁
芯 ， nl= η2= 42T,
嗡
-29 一
较器反相输入端(脚 16) 。开关电源输出信
5T , n4= 9T。电流
号经电阻组成的闭环分别通过脚 18与脚 19
变压器 T2 采用 EF20(N30) 磁芯， η1=η2=
输入到运算放大器(反相端)和比较器(同相
2T ， η3=1∞To
端) ，用于监控 DC 输出电压的波动。脚 6 上
4.2 TDA4919 控制的 35W开关电源
的lOnF 电容履行软启动功能。脚 12 与脚
-71 3 =
图 5 示出的 35W开关电源电路采用
13 分别接收过电压和欠电压取样信号。这
TDA4919 控制与驱动。该电源输入交流电压
种单端输出的开关电源，由于采用了高品质
范围是 187-242V ，输出 DC 电压为 5V ， DC
的 TD4919 控制 IC，外围元件数量非常少，
电流是 7A，效率可二~90% 。
使电路大为简化，从而实现了高性能价格
TDA4919 的电源电压 Vs 由电感 W1
比。
的辅助绕组 W3 及二极管 (BYS21-90) 、电
输出滤波电感器 L1 采用 ETD39(N27)
阻 (4.70) 和电解电容 (10μF) 等组成的半波
磁芯制作，电感量 L= 12μH ，臣数为 6T o 功
整流电容滤波电路提供。 IC 的振荡器频率
率变压器 TR1 采用 ETD(N67) 磁芯绕制，
主要由脚 8 与脚 7 上外接阻容元件决定。 IC
元气隙，
脚 3 输出 PWM 脉冲，驱动功率开关 MOS-
功率开关 MOSFET 采用 BUZ80A。
Wl = W2 = 52T , W3= W4= 3T。
FETo MOSFET 源极电阻传感电流信号，并
咨询编号 :970407
经 1∞0 电阻输 MlJ IC 的动态电流限制比
22(11/
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-15"
66k llnw
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GNO
L1: ETD39 N27
AL=34由、H
L=12~
H
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TR1: 8039 N67
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W1=52~
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图 5 用 TDA4919 组成的 35W 开关电源
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