采用SG3535A无辐射电源的高效笔记本电脑

SG3535A是美国通用公司在2005年推出的新一代DC/DC转换电源控制芯片，是在SG3525A的基础上集成了空载等待、满载溢出、电流电压输入比较锁定，具有过电流、欠电压、短路、超载等各种保护，负载能力强、功耗低、电磁兼容好，在电源转换控制中得到很好的应用。

1.SG3535A笔记本电脑电源的电路特点

DC/DC拓扑变换在国际上最为流行的是脉宽调制型开关电源集成控制，包括转换控制、全程保护、运行监测、稳压输出等各大循环系统，其中电流电压检测电路、电流电压采样比较电路、误差放大反馈电路、脉冲发生器、脉宽调制器、频率振荡器等是转换中最为核心的部分。

1）完备的PWM转换控制功能。SG3535A的脉宽调制占空比（D）从0.2～0.78，这种大调制范围是一般电源控制芯片难以实现的，正因为如此，对输入电压的范围从DC 8V扩大到78V，输出功率却基本保持恒定，电压调整率在0.1%左右。

2）电路具有各种保护、安全可靠，效率高、损耗低、反应异常灵敏、参数运行检测及时。运行的工作温度为-40～+125℃，可在室外全天候工作，适用于全球各地使用。

3）电路采用推挽式变换控制操作，它不仅使利用率得到提高，获得很高的转换效率，更重要的是在低电压输入时它比半桥式、全桥式优越。任何工作过程只有一个开关器件工作，而且还可以工作在低电压条件下，这就是损耗小的原因。另外，采用脉宽调制控制方式，往往会出现死区时间，如果采用推挽式工作，它可在死区时间内，变压器二次绕组的电流被磁化，以续流的方式消除了由死区时间产生“断流”的现象。在这个阶段，变压器铁心的磁感应强度不变，也是铁心的磁感应强度不会下降到零的状态，这是SG3535A电源电路的最大特点。

2.SG3535A电路的工作原理

由图5-14所示，电路由防反向接入电路、输入低通滤波电路、过电压过电流保护电路，推挽式DC/DC转换电路、反馈控制电路、输出整流滤波电路、恒流恒压输出电路等组成。

1）防反向接入电路。电阻R₁和二极管VD₁组成防反向电源接错RD阻止电路。正常情况下按电路+、-极性接入电源，电路处于正向偏置，二极管VD₁反向偏置，接进的电源在RD电路不形成回路，无电流流过RD电路，损耗为零。若电源极性接反，则在RD电路上形成回路，但由于R₁存在，不会危及被接入的电源，同样，流进电路的电流很低，也不会损坏电路的元器件，保证了电路安全。(www.xing528.com)

2）低通滤波电路。电解电容C₁、C₂和电感L₁组成π型低通滤波电路，抑制供电直流电源的交流成分和低频噪声干扰，同时也用来抑制电源内部所产生的电磁干扰和噪声干扰，保护供电系统纯净无污染。

3）过电压、过电流保护电路。开关电源的保护电路是确保电源安全可靠运行的一种重要手段。供电电源的使用寿命与使用方法，也为维护笔记本电脑安全长期工作打下基础。往往使用的电池由于放电过快或充电过急会对电脑运行不平稳造成影响。变压器TR₁、单块单边运行放大块IC₂、精密稳压源IC₅以及电阻R₂～R₇组成欠电压、过电压保护电路。它的工作原理是这样的：IC₅的2.5V基准电压加到IC₂的第6脚，直流输入电压经R₃、R₄分压加到IC₂的第5脚，在运行时，这两种电压不断地进行比较分析，当输入电压高于基准电压时，运算放大器IC₂的7脚输出高电平，高电平经R₇送到晶体管VT₁的基极，使VT₁导通，导通电压加到IC₁的15脚，经片内电压检测比较，推动振荡器起振，驱动器启动，当输入电压低于设计最低值时，IC₂的7脚输出低电平，VT₁截止，控制集成块IC₁不工作，起到欠电压保护的目的。当输入电压超过设计电压的最大值时，由R₈、R₉、VT₂、VD₂、VS₁组成稳压、识别、过电压保护电路，VS₁反向击穿，由电容C₂₆、绕组L_p1、L_p2、开关管VT₇、VT₈组成振荡电路停振，起到过电压保护。

过电流保护由TR₂、VD₃、R₁₄、R₁₅及C₁₂组成。当输出产生过电流时，变压器的一次绕组（右边）电流增加即开关管的漏极电流增加，变压器二次电压上升，经VD₃整流、C₁₂、R₁₅滤波限流，送到IC₁的10脚，10脚将关闭控制。另外IC_4A、R₃₁、R₂₈、R₂₆、R₂₇、C₂₃、VD₇、IC₅等组成恒流、过电流保护。当流过R₃₁的电流产生R₃₁I_OUT电压降超过额定值时，检测电压将送到IC₄的2脚反相输入端，它的3脚则是由IC₆所产生的2.5V基准电压，此电压由R₂₆、R₂₇分压送到3脚，两种电压进行比较，由1脚输出差值电压信号，经VD₇、R₂₈变成电流信号，此信号加到光耦合器IC₅，由输出电流的大小改变IC₅发光的强弱，进而调整占空比，使输出电流保持不变，起到恒流的作用，也达到过电流保护的目的。C₂₃是电压负反馈电容，起到相位补偿作用。

图5-14 高效推挽式SG3535A笔记本电脑电源

4）推挽式DC/DC变换电路。IC₁、TR₁、VT₇、VT₈组成推挽式变换电路。因输出功率高达120多瓦，电路采用了VT₃、VT₄、VT₅、VT₆四只晶体管与VT₇、VT₈相结合的串并联结构形式的“图腾柱”驱动电路，这样组合极大地提高了电路的驱动能力。C₄、C₅、R₁₀、R₁₁是变压器一次绕组L_p1、L_p2的阻容吸收电路，用来消除因变压器的漏电感所产生的峰值电压，确保MOSFET安全运行。C₁₁是软启动电容。IC₁的启动供电电压由L_p2经VD₃整流，R₅降压产生直流电压，另外由L_f绕组感应的高频电压经VD₈整流、R₃₃限流、C₃滤波，向IC₁提供工作电压。C₁₀、R₁₆是片外振荡元件，其振荡频率f=1.15/（C₁₀R₁₆），振荡器在输出锯齿波的同时，还将输出触发脉冲，触发脉冲一方面控制由脉宽调制所产生的死区时间，以保证两组输出晶体管不出现同时导通，另外一触发脉冲作为PWM控制脉冲。

5）输出整流滤波与过电压、过电流保护电路。因输出电流较大而电压较低，所以选用肖特基二极管。由VD₄、L₂、C₁₇、C₁₈、C₁₉、L₃组成“双π”整流滤波电路，它的作用使输出电压纹波尽量减小，以满足笔记本电脑的需求。IC₅、IC_4B、IC₆、R₂₁～R₂₆、C₂₂组成负反馈控制电路。IC₆的2.5V基准电压送到IC_4B的5脚同相输入端，输出电压经R₂₂、R₂₅分压输入IC_4B的6脚反相输入端，这个电压是跟随输出负载大小变化的，两个电压经IC_4B比较后由7脚输出，经VD₆、R₂₉变为电流信号控制光耦合发光二极管工作电流，从而调制PWM的占空比，达到输出电压保持稳定。VS₂、VS₃、VT₉为过电压保护电路，当输出电压超过设计值时，稳压管VS₃反向击穿导通，输出回路短路；当输出电流过大时，引起VS₂导通，VS₂的导通使VT₉晶体管饱和导通，也使输出回路发生短路接地，对电路起到了保护作用。