绿色工作模式PWM控制器SG6840/SG6841解析方案

1. 概述

绿色工作模式PWM控制器SG6840/SG6841具有许多特殊的功能和完善的保护特性。在备用状态下，PWM工作频率自动降低，功耗减小，但输出电压仍保持稳定不变，该器件采用Bi-CMOS工艺制造，起动电流和正常工作电流大大减小，因此电源转换效率较高。起动电流典型值只有30μA，工作电流也只有3mA。在正常工作状态下，SG6840/SG6841为固定频率PWM控制器。工作过程中，开关电源的负载减轻时，PWM工作频率将随之降低，这种绿色工作模式可显著减小空载和轻载时开关电源的功率损失，有助于满足恒定输出功率的要求。该器件中还采用了同步斜率补偿技术，它可以确保连续模式工作时电流回路的稳定性。该器件内含电源电压补偿电路，因此输入电压在很宽范围内变化时，开关电源可维持恒定输出功率，该器件还具有过热保护功能。为了检测环境温度，应用时应外接负温度系数热敏电阻NTC。SG6840内部还具有限功率控制器，因此具有超功率保护功能，从而可实现限制电源功率的安全要求，这两种器件都采用8脚DIP和SO封装。

该PWM控制器可用于通用开关电源、反激式电源变换器、交流电源适配器、电池充电适配器和机内开关电源等方面。

2. 引脚排列及引脚功能

SG6840和SG6841引脚排列如图1所示。各引脚的功能如下：

1脚 GND：接地脚。

2脚 FB：反馈脚。FB脚提供稳压器反馈信号，PWM占空比由FB脚反馈信号控制。

3脚 VIN： 起动电流输入脚。在电源输入和该脚之间应接入一只起动电阻。在离线式开关变换器中，起动电阻的阻值应为1.5MΩ。调整起动电阻的阻值，可以改变恒定输出功率限制的电源电压补偿。

图1　引脚排列

4脚 Ri：基准设定。该脚典型基准电压为1.3V。该脚到接地脚之间接入一只电阻，可产生恒定电流（SG6841）增加该电阻的阻值，恒定电流值减小，开关频率降低。外接电阻Ri 典型值为26KΩ。

5脚 RT： 过热保护。该脚输出恒定电流。为了检测环境温度，该脚到接地脚之间，应接入负温度系数热敏电阻NTC。当该脚电压低于设定的极限值时，过热保护电路开始工作。

6 脚 SENSE：电流取样。外接电流取样电阻两端的压降加到该脚。该取样电压达到内部门限值后，PWM输出被封锁，因此，可实现过流保护。

7脚 VDD：电源输入。

8脚 GATE：驱动器输出。内部推挽输出驱动器的输出脚。该脚输出信号可驱动外接的功率MOSFET。

3. 基本工作原理

SG6840内部框图如图2所示。该器件与其他PWM控制器的内部结构基本相同，都由偏压源、电流和电压比较器、PWM产生电路、驱动器电路、保护电路等部分组成。不同的是：该器件的振荡器受绿色模式控制器控制，开关电源空载和轻载时，电流取样信号降低，绿色模式控制器使振荡器工作频率降低。SG6841内部产生的脉宽调制信号还受功率限制控制器控制。开关电源输出功率较大时，电流取样信号电压过大，该信号通过功率限制控制器，可以改变PWM输出脉冲的占空比从而控制输出功率。功率限制控制器还可以控制内部偏压，输出功率过大时，功率限制控制器还可切断内部偏置电源，从而使内部电路停止工作。应当注意SG6840除了无功率限制控制器外，其他与SG6841完全相同。

图2　SG6841内部框图

3.1起动电流和工作电流

SG6841的起动电流只有30μA，这样就可以选大阻值和低瓦数的起动电阻，以100VAC~240VAC输入的AC/DC变换器为例，选取1.5MΩ、0.25W以及10μF/25V的VDD维持电容即可。

SG6840/SG6841的工作电流只有3mA，提高了工作效率，减小了维持电容。