工业电子中的降低PWM控制器AP384XC应用功耗和启动时间的设计要点
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2020-11-27
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工业电子中的降低工业电子中的降低PWM控制器控制器AP384XC应用功耗和启动时间应用功耗和启动时间
的设计要点的设计要点
本文列出了AP384XC与384X的电性能差异，阐述了启动电阻与功率损耗的关系、如何缩短启动时间和如何降低
短路保护条件下的待机功率等，并给出了测试结果。 AP384XC是一款电流模式脉宽调制器(PWM)，该控
制器拥有超低的启动电流和较低的工作电流，能显著降低待机损耗，提高电源变换器的效率。此外，该芯片还
能与业已存在的384X实现管脚和应用完全兼容，使用非常方便。 本文列出了AP384XC与384X的电性能
差异，阐述了启动电阻与功率损耗的关系、如何缩短启动时间和如何降低短路保护条件下的待机功率等设计方
法，并给出了测试结果。 电特性差异 这里所述的AP384XC与其它业
本文列出了AP384XC与384X的电性能差异，阐述了启动电阻与功率损耗的关系、如何缩短启动时间和如何降低短路保护
条件下的待机功率等，并给出了测试结果。
AP384XC是一款电流模式脉宽调制器(PWM)，该控制器拥有超低的启动电流和较低的工作电流，能显著降低待机损耗，
提高电源变换器的效率。此外，该芯片还能与业已存在的384X实现管脚和应用完全兼容，使用非常方便。
本文列出了AP384XC与384X的电性能差异，阐述了启动电阻与功率损耗的关系、如何缩短启动时间和如何降低短路保护
条件下的待机功率等设计方法，并给出了测试结果。
电特性差异
这里所述的AP384XC与其它业已存在的384X都是基于双极型制造工艺，电路特性最显著的不同是启动电流和工作电流不
一样，振荡器的放电电流也略有差异，AP384XC还增加了其它厂商384X所缺少的过温度保护功能。
启动电流越小则表明可设计的启动阻值越大，电阻热损耗降低了。工作电流与芯片本身的损耗有关，AP384XC的工作电
流比其它384X低3毫安，其相应的热损耗低50毫瓦左右。
放电电流是用于控制占空比的，AP384XC的放电电流略大，相对应的最大占空比也略大。AP384XC温度过高时带有迟滞
的关断功能能够有效地保护电源的安全，这是其它的384X所不具备的功能。
设计要点
1．启动电阻与功率损耗之间的关系
在实际的电路设计中，工程师总是根据384X的启动电流值来选择启动电阻，越低的启动电流就可以选取越大阻值的启动
电阻。电阻阻值不同，其上的热损耗也不同，热损耗的计算公式是：
(1.414×VAC)2/RCC (1)
AP384XC的启动电流极低，典型值仅50μA，这样允许选取极大阻值的启动电阻RCC，可以高达1.2MΩ。在电网电压下限
值90V时仍可以完成对电容Cin的充电，将电源电压VCC维持在启动门限值以上。选取大阻值的启动电阻极大地降低了它的热
损耗，假定电网电压的高端值等于240V，启动电阻为1.2MΩ，则它的热损耗还不足100毫瓦。一旦电路完成启动，AP384XC
的供电电流就主要从变压器的辅助绕组上获得。
AP384XC的启动电流只有50μA，所以它能有效地降低消耗在启动电阻上的热功耗，提高热稳定性，小功率启动电阻又节
省了PCB板的空间。极低的启动电流和较低的工作电流(8mA)，使得AP384XC在小功率电源应用时的电源效率明显提高，比
如8瓦输出时效率提高5%以上(假定空载损耗下降0.4瓦)。
2．如何缩短启动时间
每个开关电源变换器都有其固定的启动延迟时间。虽然没有明确规定的业界标准，一般在几秒以内，但是如果时间太久往
往让人难以忍受。
在图1中，当启动电阻RCC的阻值变大时，电容CIN的充电频率就会下降，所以启动时间也加长。这种情况在交流电网电
压较低时尤其明显。图2给出了一种缩短启动时间的有效方法。
图3：系统输出短路时AP384XC
的电源电压和振荡器波形(电网的
交流电压等于265V)。
其中，延迟时间可以用以下的公式(2)来进行计算
CIN×VSTART/ICIN (2)
VSTART为标准384X的启动电压门限值，ICIN的值近似等于启动电流，与图1相比，缩短了将近80%的启动时间。
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