概述:TEA1733P是恩智浦(NXP Semiconductors)出品的一款低功率AC-DC转换控制芯片中的首款产品,它适用于绝大部分功耗不超过75W的开关电源,所以广泛应用在液晶彩电、液晶显示器和上网本、LCD监视器、打印机的适配器等电路内。TEA1733P支持断续导通模式(DCM)和连续导通模式(CCM)。高输出功率下的固定频率(65kHz)操作结合低输出功率下的降频运行,可以降低功耗,提高开关电源的工作效率。另外,它内置过功率保护(OPP)、输入欠压保护(UVP)、过压保护(OVP)和过热保护(OTP)。

        因TEA1733P内置的频率抖动功能可以降低电磁干扰(EMI),所以由它为核心构成的电源电路不需要设置PFC电路,不仅简化了电路结构,而且降低了成本和IP板的故障率。TEA1733P采用8引脚DIP封装工艺。


一、TEA1733P功能和特性

* 支持低成本应用的SMPS控制器IC
* 宽输入电压范围(12 V至30 V)
* 启动和重启期间的极低电源电流(通常为10μA)
* 正常运行期间的低电源电流(通常为0.5mA,无负载)
* 超功率或高/低线路补偿
* 可调超功率超时
* 可调超功率重启定时器
* 固定开关频率,频率抖动,减少电磁干扰
* 固定最小峰值电流的频率降低,以保持高效率低输出功率水平


二、TEA1733P引脚功能与实测电压

引脚 符号 功能 电压/V
vcc 启动电压/工作电压输入 19.15
GND 接地 0
DRIVER 开关管激励信号输出 3.5mV
ISENSE 开关管电流检测信号输入 2.3mV
VINSENSE 市电过零检测信号输入 2.38
PROTECT 保护信号输入 0.65
CTRL 稳压控制信号输入 1.36
OPTIMER 保护延迟控制 0
上表中电压数据采用优利德UT61B型数字万用表直流电压挡在强制开机状态,未接背光灯时测得。


三、TEA1733P内部方框图


四、TEA1733P典型应用电路分析

1、功率变换部分
         接通市电后.AC220V市电经EMI滤波器滤波后,第一路经D201、D202全波整流,利用R202、R202A、R203、R203A、R204分压,经C202滤波后,为主电源控制芯片IC100(TEA1733P)提供市电过零检测信号:第二路通过R101—R104分压,再经R201限流,利用C209和D103、D104构成整流滤波回路,在C209两端建立启动电压。当启动电压达到21V时,IC100内部稳压电源等电路启动,为振荡器、触发器等电路供电。振荡器获得供电后产生振荡器脉冲,它控制触发器产生激励脉冲。该脉冲经激励电路放大后从③脚输出,通过R207、R208、D206使开关管Q201工作在开关状态。Q201导通期间,T101存储能量;Q201截止期间,T101的次级绕组输出脉冲电压。其中,③一④绕组输出的脉冲电压经R215限流、D207整流,C209滤波后得到19.15V左右的直流电压,该电压取代启动电路为IC100供电;11一13绕组输出的脉冲电压经D301整流,C301—C303、L301滤波产生24V电压,不仅为背光灯电源供电,而且通过CN300输出,为其他电路板上的负载供电;13一16绕组输出的脉冲电压经D302整流.C309~C312、L302滤波产生12V电压,不仅为5V电源供电,而且为Q300等构成的受控12V电压形成电路供电。
         市电过零检测信号的作用是确保开关管Q201在市电过零处导通,不仅减小了电磁干扰,而且避免了Q201因导通损耗大而损坏。
         R210、D205和C210组成的尖峰脉冲吸收回路,用于防止开关管Q201在截止瞬间被过高的反峰电压击穿。
         稳压管ZD202、ZD205用于芯片IC100过压击穿保护。当Q201击穿时,ZD202和ZD205迅速击穿,将300V供电对地短路,使Fl01过流熔断,避免了R213过漉烧断,导致IC100、R207等元件被300V电压过压损坏。但实际维修中,Q201击穿仍会导致R213烧断(炸裂),进而导致IC100的④脚内部电路过压损坏(反向阻值通常低于10kΩ)。
2、稳压控制部分
        稳压控制电路主要由精密型误差放大器IC300(AS431H)、光耦合器IC101 (PC817C)及IC100(TEA1733P)为核心构成。
        当市电电压升高或负载变化引起主电源输出电压升高时,滤波电容C310两端升高的电压通过R312为光耦合器IC101①脚提供的电压升高,同时C312两端升高的电压通过R313、R316、R316A取样的电压超过2.5V,再经三端误差放大器IC300放大后,使IC101②脚电位下降。此时,IC101内的发光二极管因导通电压升高而发光加强,致使IC101内的光敏管因受光照增强而导通程度加强,将icioo⑦脚的电位拉低,被IC100内部电路处理后.使开关管导通时间缩短,开关电源输出电压下降到正常值,实现稳压控制。反之,稳压控制过程相反。
        当该电源空载时,IC100③脚输出电压为3.5mV,而在CN400的LED1+引脚对地接100W白炽灯作假负载时,③脚电压增大为270mV,说明它的占空比在负载加重时是增大的。
4、保护电路部分
         IC100(TEA1733P)具有输入过压,欠压保护、输出过压保护、过载保护、过热保护等保护电路。这些保护功能可以实现安全重启或闭锁保护。要实现安全重启,芯片首先进入省电模式,当所有条件都满足时再恢复运行。省电模式运行时,⑧脚上的电压迅速充至4.5V,随后缓慢降至1.2V。启动闭锁保护时,IC100同样先进人省电运行模式,但VCC电压被钳位电路控制在6V。要解除闭锁保护功能,需要断电让vcc电压降至5V后才能实现。6V钳位电压仅略高于闭锁保护后快速重启的电压要求。
(1)过压保护
         过压保护电路由IC100 (TEA1733P)⑥脚内部电路、稳压管ZD204为核心构成。IC100的⑥脚可提供32μA输出电流,107μA的吸收电流。如果⑥脚电压处于0.5V~0.8V,电路可正常工作;若⑥脚电位低于0.5V或高于0.8V,都会进入保护状态。通常情况下,内部电路将⑥脚电压设置在0.66V左右。
         若稳压控制电路异常,导致D207整流.C209滤波产生的vcc电压太高,稳压管ZD204击穿导通加强,内部电路无法将⑥脚电压拉低到0.8V以下,则确定为输出过压,保护电路输出控制信号使IC100的③脚不再输出激励信号,开关管Q201截止,避免了Q201和负载元器件过压损坏。
         另外,当主电源输出电压升高后,Q302、Q303的e极电位升高,比它们b极上的参考电压高于0.6V后,Q302或Q303导通,从它们c极输出的电压经R300、R326限流,使稳压管ZD303击穿导通,通过D304、R327使Q304导通,将IC101②脚电位拉低。此时.IC101内的发光二极管因导通电压升高而发光加强,致使IC101内的光敏管因受光照增强丽导通程度加强,将IC100的⑦脚的电位拉低,经IC100内部电路处理后,使开关管导通时间缩短,开关电源输出电压下降,避免了负载元器件过压损坏,因该电路是通过IC101实现的,所以IC101、R312异常引起的输出电压升高时,该保护电路是不起作用的。
(2)过流保护
        过流(超载)保护电路由IC100和取样电阻R213为核心构成。当负载异常等原因导致开关管Q201过流,在R213两端产生的峰值压降超过400mV,被IC100检测后,通过⑧脚输出11μA电流对外接的C205充电,超载计时器开始计时。对于长时间超载运行,一旦⑧脚电压超过2.5V,过载保护将被激活。对于短时间超载,如果⑧脚电压达到2.5V之前,若R213两端电压降为400mV以下,C205会立即放电,无保护动作。改变C205和R206的参数值可以调节过流运行时间。