自动开关型电压与电流控制器TSM108

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1、自动开关型电压与电流控制器TSM108的工作原理及应用山东沂光电子股份有限公司杨建法李月国山东大学电子工程系肖鸣山摘要：ST公司生产的TSM108单片IC是-•种可在自动电池充电应用屮驱动P沟道MOSFET或PNP晶体管的恒压/恒流控制器。TSM108适用于DC/DC降压调节器、汽车香烟点火器及蜂窝电话电池充电器等。关键词：恒压/恒流控制器；自动开关；TSM1081概述锂离子屯池充屯器一般都要求输岀屯压和输岀屯流保持不变。目前关于恒压/恒流控制器TC已有很多品种可供选择。而意法半导体公司推岀的一种自动开关型电压/电流控制器TSM108单片TC既可驱动P沟道MOSFET，也可驱动

2、PNP型功率开关器件。该控制器可对输出线路进行屯流测量，并可对开关频率、过电压锁定（OVLO）和欠屯压锁定（UVLO）进行调节，它在待机状态下的静态屯流消耗仅为150liA,其电源电压（Vcc）可达60V,因此可在汽车应用领域实现标准电池从12V向42V的转移。TSM108适合于在汽车电子及其它一些DC-DC降压变换器中用作恒流恒压控制器。2结构功能及电气特性TSM108采用BCD工艺制作,内置PWM产生器、电压和电流控制环路、2.52V的精密参考、UVLO和OVLO保护屯路及P沟道MOSFET或PNP品体管输岀驱动器等，其电路组成框图如图1所示。TSM108的Vcc脚能承受6

3、0V的电压。推荐的电源工作电压为9〜35V（电源电流Icc为4〜7M），脚TC-TRL和VS上的电压为0〜9V,脚UV、0V和OSC电压为0〜6V。TSM108最高结温是150°C,环境温度范围为一55〜+125°C,P沟道MOSFET栅极驱动器（接通吋）阱电流为40mA,（关断时）源电流为80mAoTSM108采用14脚SO封装，其引脚排列如图2所示。表1所列为其各引脚的功能说明。3工作原理及应用以TSM108作为控制器设计的汽车香烟点火器(CigaretteLighter)/蜂窝电话电池充电器电路如图3所示。其中TSM108与功率开关(Q1)、电感器L1、二极管D1和电容器

4、CO等组成了DC/DC降压变换器。TSMlOewCstiveoscCTSM108的工作原理可以结合图3所示的应用电路及图1所示的芯片电路组成框图来描述。JICTU3wSiowJJkut3.1电压与电流控制过程将充电器的输出电压通过R1和R2组成的电阻分压器分压后加到TSM108的VC-RL脚，并与IC内部2.52V的精密电压参考相比较；而变换器的输出电流则通过电流检测电阻Rsense检测后分别加到IC的ICTRL脚和VS脚，以通过Rsense的电压降与IC内部OOmV的低值参考电压相比较。两个在IC内部放大的误差信号在器件内部进行“或”运算(ORed)后可为PWM产生器提供一个

5、参考信号，以设定IC外部P沟道MOSFET的开关占空因数。PWM产生器由锯齿波振荡器和比较器组成，PWM占空比的变化范围为0〜95%。振荡器频率f°sc可由SC脚与地之间的定吋电容Gsc来设定，Gsc可以取220pF,从而使f°sc在OOkHz左右。PWM信号可直接控制C输出，以驱动IC脚GD外部的MOSFET(或PNP晶体管)。利用TSM108内部的两个运算放大器可实现对充电器电压和电流的精密调节。3.2欠电压锁定(UVLO)与过电压锁定(OVLO)TSM108的UVLO的门限在内部编程吋，其最小值为8V,最大值为9V；而OVLO门限的最小值是32V,最大值是33VO只要电源

6、电压达到UVLO门限值以下或OVLO门限以上，电路将强迫P沟道MOS-FET(或PNP晶体管)截止。由于TSM108的脚UV和0V的值是通过连接在内部电阻分压器(Ruvh/Ruvl及Rovh/Rovl)设定的，因此，在一些专门应用或在专门设备中，通常通过在外部连接一支电阻去改变IC的UVLO或OVLO的门限电平。a

7、引脚功能脚号名称・功能■1Vccic电源电压输人堤•同时接到外部p沟ifiMOSFET澹极2STBY待机拉制信号输人•十轮斟逻揺为“0”时.器件待机3冲!接地端4UV可编用1VLO人•可通过内部集成电Hl分BE1I进行设定•其備设定值最小是8丫50V可编ROVLO»

8、人•对通过内部集成电阻分压器进行设定"(Hi设定■大值是336G响部接地蒯7OSC外接fta為器敬辛没定电养c吋接人瑙.十Cost=22()pF时・fosc=100仝30kHz8VCOMI电压控制迄算放大器输出补偿脚9ICOMP电漁悴制运h放大器输岀补偿脚10VREK2.52V參考电压输出11VCTKL电压州斥输人12ICTKL电2KMS■人13VS电压想雋电PH输入14GI)P沟追MOSFET或PNP阳体竹胴动器输出曲于TSM108的OVLO和UVLO门限电平具冇利用外部屯阻可调的特点，