开关电源pwm控制芯片ka3511应用电路介绍

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1、开关电源PWM控制芯片KA3511应用电路介绍1引言本文介绍的美国快捷公司生产的PCSPMS次边*芯片KA3511，是一种改进型的固定频率PWM控制IC。用其设计PC电源，是目前比较理想的选择。2引脚功能及主要特点KA3511采用22脚DIP封装，引脚排列如图1所示。KA3511主要由振荡器、误差放大器、PWM比较器、过电压保护（OVP）与欠电压保护（UVP）电路、遥控开/关控制电路、电源好（pwoergood）信号产生器和精密参考电压等单元电路所组成，引脚功能如表1所示。表1引脚功能脚号名称功能脚号名称功能1VCC电源电压22

2、C1输出驱动2COMP误差放大器（E/A）输出21E功率地3E/A(－)E/A反向输入20C2输出驱动4E/A(＋)E/A同相输入19DTC死区时间控制输入5TREM遥控开/关延迟18GND信号地6REM遥控开/关输入17TUVPUVP延迟7RT振荡器频率设定电阻16PT另外的保护输入8CT振荡器频率设定电容15V1212V输出的OVP、UVP输入9DET欠电压检测输入14V55V输出的OVP、UVP输入10TPG电源好（PG）信号延迟13V3.33.3V输出的OVP、UVP输入11PG电源好信号输出12Vref5.03V±2％

3、的参考电压图1KA3511引脚排列图2PWM控制电路图3工作波形图4软启动电路KA3511的主要特点如下：（1）只需很少量的外部元件，就可以组成性能优良的SPMS辅助电路；（2）固定频率、可变占空比电压型PWM控制；（3）利用死区时间控制实现较启动；（4）为推挽操作对偶输出，每个输出晶体管的电流容量为200mA；（5）对于SMPS的＋3.3V、＋5V和＋12V输出，具有OVP和UVP功能；（6）遥控开/关控制功能；（7）为*电源电压电平，使微处理器安全操作，内置电源好信号产生器；（8）精密电压参考，容差为±2％（4.9V≤Vre

4、f≤5.1V）；（9）电源电压VCC=14～30V，待机（standby）电流（ICC）典型值是10mA。3工作原理31振荡器KA3511是固定频率PWM控制IC，内部线性锯齿波振荡器的频率由IC脚7外部电阻RT和脚8外部电容CT设定：fosc=32PWM控制电路KA3511的PWM控制电路如图2所示，图3为其工作波形。误差放大器用作感测电源输出电压，它的输出连接到PWM比较器的同相输入端。死区时间控制比较器有一个0.12V的失调电压，以限制最小输出死区时间。PWM比较器为误差放大器调节输入脉冲宽度提供了一个手段。当振荡器定

5、时电容CT放电时，在死区时间比较器输出上产生一个正脉冲。时钟脉冲控制触发器，并使输出晶体管Q1和Q2禁止。为使Q1和Q2推挽工作，脉冲控制触发器将调制脉冲对准Q1和Q2中的一只晶体管，其输出频率是振荡器频率的一半。输出PWM通过CT上的正锯齿波与两个控制信号中的任意一个进行比较完成。或非（NOR）门驱动输出晶体管Q1和Q2使能，此情况仅当触发器时钟输入为低电平时发生。随控制信号幅值的增加，输出脉冲宽度相应变窄。控制信号是电源输出的反馈输入，亦即误差放大器输入。33软启动电路KA3511的软启动电路如图4所示。软启动的目的是防止

6、SMPS的输出（3.3V/5V/12V）在启动时上升太快，达到OVP电平。在主电源开始接通时，死区时间控制电压为3V，尔后进入低态。低态电压由R1和R2决定：VDTC(LOW)=×Vref由于Vref=5V，R1=47kΩ，R2=1kΩ，故VDTC(LOW)≈105mV。在软启动过程中，电源输出上升时间典型值是15ms，输出占空比从最小到最大变化。如果遥控电压为“高”（“H”）态时，死区时间控制电压通过IC内3mA的电流源保持在3V[=3mA×R2（1kΩ）]。当遥控电压变为“低”（“L”）态时，死区时间控制电压将从3V变为0V

7、。图5输出调节电路图6OVP电路图7UVP电路图8遥控开/关及延迟电路34输出电压调节输出电压调整电路如图5所示。＋5V和＋12V的输出电压由R1、R2与R3及R4的电阻比确定。如果输出电压（＋5V或＋12V）升高或降低，KA3511通过PWM控制比较器信号和误差放大器输出，使主电源开关的占空比相应变化，实现SMPS输出电压的调节。R5与C1组成补偿电路，以使系统稳定。35OVP电路OVP电路如图6所示。OVP功能通过IC脚13、脚14和脚15分别连接到SMPS次边＋3.3V、＋5V和＋12V的输出实现。IC内部电阻R1与R

8、2、R3与R4和R5与R6的电阻比与参考电压Vref决定每一个OVP电平。例如，对于＋3.3V输出的OVP门限电压为：VOVP1(＋3.3V)=×VA=×Vref=4.1V同理，R3与R4、R5与R6决定的＋5V和＋12V输出的OVP电平分别是62V和142