概述：TM5101是一款高集成度、高性能的PWM的电流型开关电源控制器，采用DIP8和sO-8封装，如.图1所示，内置前沿消隐(LEB)、峰值电流补偿和同步斜坡补偿等电路，并具有以下特点:1.较低的启动电流和工作电流;2.具有抖频功能，可以降低电磁辐射(EMI);3.空载时逐周期限制电流，或轻载时降频和跳周期工作模式;4.过流保护与过压、欠压开环、过载、过温、输出短路等保护。由于该IC具有完善的保护功能，且电路结构简单，成本低，同时待机功率低，符合“能源之星”待机功耗标准要求，现已广泛用于充电器、电源适配器、液晶彩电副电源等小功率开关电源中。一款输出电压为12V/1.5A的适配器电路如图2所示，其输人电压为AC90V~264V ，空载损耗小于0.3W，满载效率高于80%。


一、TM5101引脚功能


二、TM5101应用电路


三、TM5101主要参数说明

        其③脚为供电端VDD，典型值为10V~23V，极限值为30V;①脚为反馈电压输人端，典型值为0V~5.5V;启动电流约5uA，正常工作电流约5mA。
1.启动电压
        TM5101的启动电压(VDD-ON)的最小值为13.5V，最大值为15.5V，典型值为14.5V;关闭电压(VDD- OFF)的最小值为8V，最大值为10V，典型值为9V。
        该IC的启动电压变化曲线如图3所示。

        通电后，当IC的③脚电压升到14.5V时，电路开始启动工作，VDD滤波电容持续对电路供电，直到由变压器的辅助绕组提供电流。在此期间，VDD电压不能低于9V。
        由于该IC的启动电流较小，因此可采用阻值较大而功耗较小的启动电阻，通常选用1.5MΩ ~2MΩ/0.25W的启动电阻即可，这样可以.减小功率损耗。VDD外接电容一般选择10uF/25V的电解电容就可满足电源的启动需求。在图2中，R3、R4为启动电阻，串联后与+300V相连，在开机时为U1(TM5101)提供启动电压。一旦电路启动后，开关变压器T1的②-⑥绕组产生的感应电压，经D5、C2整流滤波后为U1的③脚供电，以取代原启动电压。
2.轻载跳周期工作
        TM5101在空载或轻载的情况下，其①脚(FB)电压自动降低，当该脚电压低于1.4V ，且③脚的供电电压高于10V时，电路就会进人间歇振荡状态，其振荡频率将降为20kHz，即在一个周期内，开关管的开/关次数大幅下降，这样就降低了开关损耗。当①脚电压大于或等于1.4V时，电路将进人正常工作状态。TM5101的FB电压与工作状态的对应关系如图4所示。


3.振荡频率和抖频功能
          TM5101内置振荡器的工作频率典型值为67kHz，由于该IC具有频率抖动功能，因此其实际开/关频率在63kHz~71kHz之间变化，如图5所示。由于该IC工作频率不固定，这样就减小了某一个频率对外的辐射，更容易满足电磁兼容性的要求。


4.前沿消隐
          在IC内部MOSFET管开启的瞬间，由于电路中存在寄生电容，次级整流管存在反向恢复时间等原因，这时会在电流检测电阻上产生一个尖峰电压，如不进行处理，IC会进行误控制。TM5101内置有一个350ns的前沿消隐电路，对上述尖峰电压进行屏蔽，如图6所示，这样就有效地避免了电路的误动作，同时也需外接RC滤波器，使整个电路显得更加简洁。


5.峰值电流补偿
         由于IC电路内部信号的传送存在延时现象，则会使电流采样反馈值发生较大变化，从而导致电感电流发生过冲。又加之信号传送延时的时间并不因输入电压变化而变化，但电感电流的过冲量随输入电压升高而陡增，这就使得在高输入电压和低输人电压条件下的最大输出功率相差甚远。同时，在尖峰电流控制模式中，随着驱动脉冲占空比的不同，电感电流的平均值亦不同。
          为解决这一问题，TM5101内置斜坡补偿电路，通过引入一个动态变化的斜坡电压来均衡高低压输出特性，并获得不同占空比下尽可能致的电感电流。这样，TM5101的⑤脚电压会随脉冲占空比的变化在0.8V~1.0V之间变化，如图7所示。


6.斜坡补偿
         对于峰值电流控制的电路，当占空比大于50%时，扰动电流引起的电流误差越来越大，这将导致电路工作不稳定，进入次谐波振荡状态。TM5101内置斜坡补偿电路可有效防止次谐波振荡的出现，从而使电路工作稳定。
7.VDD过压、欠压保护
        当TM5101的③脚VDD电压高于23V时，电路会进人过压保护状态，立即停止驱动脉冲输出，直到VDD电压低于欠压阈值后，电路才重新启动。
        另外，TM5101 的③脚内还设置有钳位电路(钳位电压为25V)，防止过高的VDD电压损坏IC内部其他元件。如果VD电压低于8.5V时，电路将会进行欠压保护状态，电路停止工作。
8.逐周期电流限制保护
          在每个工作周期中，TM5101内部电路将对峰值电流进行检测，若电流达到其设定阈值时，输出功率不再增加，这时会导致①脚的反馈电压升高，将进人过载保护状态。
9.过载与输出短路保护
          由TM5101组成的开关电源，当发生开环(反馈环路开路，如光耦开路)、过载或输出短路时，其①脚的反馈电压会上升，当大于3.7V时，输出功率将维持恒定状态，如果此异常状态维持时间超过50ms，电路停止工作，直到VDD电压低于欠压阈值后，电路才重新启动。