隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步,，為系統(tǒng)設(shè)計師、電路設(shè)計師實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新提供了一個先進(jìn)的技術(shù)平臺,，從而有許許多多新穎的,、時尚的便攜式電子產(chǎn)品呈現(xiàn)在世人面前，像PDA,、3G手機,、各種個人電子醫(yī)療保健裝置以及層出不窮的游戲機等等。這些便攜式電子產(chǎn)品大多需要高檔的開關(guān)電源來供電或充電,，此外,，還有許多先進(jìn)的便攜式儀器儀表，工控裝置乃至像剃須刀這樣的日常用具也需要開關(guān)電源,。正是在這種背景下,，PHILIPS推出了STARplug電源IC產(chǎn)品系列。
該系列不但滿足了便攜式電子產(chǎn)品微功耗,、高可靠,、微小型化等要求，還滿足了使用安全性和環(huán)保的需求,。
關(guān)于STARplug產(chǎn)品系列
STARplug有兩個系列,，即TEA152X系列和TEA162X系列(見表1)。TEA152X系列是早在2000年9月問世的,，TEA162X系列則是對TEA152X系列的改進(jìn),，并于2004年5月定型的，這兩者在框圖,、電路結(jié)構(gòu),、外引線排列及絕大多數(shù)電參數(shù)都是相同的。所不同的僅在芯片內(nèi)部高壓啟動電流源上,，TEA152X系列Icharge=1.5mA(典型值),，TEA162X系列Icharge=500uA(典型值)。 
STARplug采用多芯片結(jié)構(gòu),。所有控制部分用BiCMOS工藝集成在一個芯片上,，而功率部分則用EZ-HV工藝做在另一個芯片上，然后在同一個基片上優(yōu)化組合而成,。從制造工藝上看,，飛利浦采用了先進(jìn)的全氧化隔離工藝(或稱介質(zhì)隔離工藝)，因此其有以下特點：
1. 可免除鎖定效應(yīng)(鎖定效應(yīng)是CMOS電路特有的一種失效模式),；
2. 可以方便地在同一個芯片上實現(xiàn)模擬,，數(shù)字和功率電路的集成,；
3. 芯片面積也比標(biāo)準(zhǔn)的PN結(jié)隔離要小,；
4. 漏電流極低,，適于高溫環(huán)境下工作；
5. 寄生電容小,，通過襯底產(chǎn)生的串?dāng)_和EMC的概率很?。?br />
6. 抵御外部電火花及反極性的能力強,。
這些都有利于支撐STARplug的高性能和高可靠性,。
從電路設(shè)計上看，一個重要的特點是提出了谷值轉(zhuǎn)換的概念,。
一般說來,，功率MOS管耗散的功率是開關(guān)電源自身功耗的主要來源。它與電源的可靠性,，穩(wěn)定性,，效率都密切相關(guān)。功率MOS管的功耗通常由三部分組成：
1. MOS管截止時的功耗,，即VDS為高電平的功耗：這個功耗主要由漏極D和源極S之間的漏電流來決定,，與芯片制造工藝有關(guān)，IDS(off)通常在微安量級,，因此這部分功耗極低,，一般可以忽略。
2. MOS管導(dǎo)通時的功耗,，即VDS為低電平時的功耗,，這個功耗主要決定于漏極和源極之間的導(dǎo)通電阻RDS(on)。這與芯片設(shè)計的幾何參數(shù)有關(guān),。
3. MOS管動態(tài)功耗,，即MOS管由截止向?qū)ㄞD(zhuǎn)換，或由導(dǎo)通向截止轉(zhuǎn)換時的功耗,。這個功耗可用下式計算：
飛利浦的電路設(shè)計師,，分析了上述公式，認(rèn)識到要降低開關(guān)電源的動態(tài)功耗,，只能由降低轉(zhuǎn)換時的VDS和負(fù)載下降時的f入手,。通常VDS為380V左右，如果利用電路諧振將VDS于谷底(接近于0V)時,，使MOS管由截止進(jìn)入導(dǎo)通,，則MOS管的動態(tài)功耗將下降幾個數(shù)量級。為此,，在電路設(shè)計上,，加上了谷值檢測電路,，一旦電路諧振，能正確地測出“谷底”,，并在VDS進(jìn)入“谷底”之時,，在柵極G和源極S之間輸入經(jīng)PWM后的脈沖上升沿。
上個世紀(jì)90年代的PWM芯片,，工作頻率f大多為固定頻率,。為了降低功耗，特別是降低待機功率,，STARplug采取了可調(diào)變頻率的靈活電路設(shè)計。用戶設(shè)定的頻率為滿載時的工作頻率,。當(dāng)負(fù)載下降時,，工作頻率也相應(yīng)下降。從而保證了待機功耗低于100mW,。
此外,，STARplug系列芯片用高壓電流源來啟動，一旦IC進(jìn)入正常工作狀態(tài),，則高壓電流源將自動切斷,，從而減少了電路的功耗。由此可知,，電路的整個設(shè)計過程,。都貫徹了一條減少功耗的思想，正是因為功率MOS管和控制部份都有效地大幅度地減少了功耗,，因此就能夠?qū)⒐β势骷涂刂齐娐芳稍谝粋€封裝中,，有效地減少了外圍元件。另外為了使電路能可靠地工作,，還提供了完善的保護(hù)功能,，包括了逐個周期過流保護(hù)、欠壓鎖定,、過壓保護(hù),、過溫保護(hù)、繞組短路保護(hù),、退磁保護(hù),。
STARplug功能描述
1. STARplug的結(jié)構(gòu)
圖1是STARplug的內(nèi)部電路框圖。不難看出,，圖中包括功率MOS管和控制電路兩大部分,。功率MOS管主要用來實現(xiàn)功率的傳輸和轉(zhuǎn)換。而控制電路則肩負(fù)三大任務(wù)：
1. 實現(xiàn)所有保護(hù)功能的快速反應(yīng),。
2. 谷值電平的準(zhǔn)確檢測,。
3. 工作周期的控制(即PWM功能),。
圖1：STARplug內(nèi)部電路框圖。
過壓保護(hù)
在芯片的框圖中,，雖然沒有為過壓保護(hù)設(shè)計專門的通道,，但這個功能是存在的。在實際應(yīng)用過程中,，一旦產(chǎn)生過電壓,，則必然將REG端的工作電平上拉，從而使初級繞組的工作行程 立即終止,。只有當(dāng)過壓消除,，REG端電壓恢復(fù)到正常值，功率MOS管才能正常開關(guān),。 Starplug的應(yīng)用
前已述及,，STARplug有兩種反饋方式，這兩種方式就構(gòu)成了STARplug作為反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器的兩種典型應(yīng)用電路,。
圖2是最簡單最基本的應(yīng)用電路,，其特征就是由變壓器的輔助繞組來反饋電網(wǎng)和負(fù)載的變化。
由圖2可見,，由整流橋和濾波器組成了電路的輸入部分,，并通過變壓器初級繞組加到TEA162x的Drn端。顯然,，TEA162x是整個轉(zhuǎn)換器的心臟,，以下圍繞TEA162x分析一下圖2的各部分電路。
1. 由C3R2組成振蕩電路
振蕩電路元件的值是根據(jù)工作頻率來確定的,，STARplug的開關(guān)頻率可在10kHZ到200kHZ之間工作,，通常工作頻率大都選在40~100kHZ之間。
頻率選定了,，則可按下式來計算元件值： 
振蕩器的充電時間tcharge,，由STARplug的參數(shù)表中查出為1us。
至于RC的取值,，可先選定C,，然后再算R值，要保持電路的穩(wěn)定,，電容C必須大于220pF,，但從效率方面來考慮，頻率高時亦不宜將電容選得太大,，例如200kHZ時,，C取10nF，則振蕩器的功耗達(dá)到12.5mW,，這顯然是不可取的,。
推薦實例：開關(guān)頻率取100kHZ,，這時振蕩器的時間常數(shù)為2.7us，C取330pF,，R=7.5kΩ,。
2. 過流保護(hù)和繞組短路保護(hù)電阻R3：
電阻R3設(shè)置了變壓器初級峰值電流，也設(shè)定了最大傳輸?shù)妮敵龉β?，電阻R3的值可用下式計算：
由STAR plug的手冊可得知：
實例：一個3W的電源,，開關(guān)頻率為100kHZ，效率為75%,，通過變壓器的峰值電流為230mA(反射電壓),，則電阻R3設(shè)定為2Ω，限定峰值電流為250mA,。
3. 穩(wěn)壓元件R4和R8：
在輔助繞組反饋的電路中,，輸出電壓是受輔助繞組控制的。實際上在變壓器中所有繞組都有同一個磁通變量,，次級輸出電壓和輔助電壓VCC是通過變壓器的匝數(shù)比Na/Ns而關(guān)聯(lián)的。VCC的電壓信息又通過一個電阻分壓器,，即R4和R8提供給REG端的,，因此，TEA162X直接穩(wěn)定了VCC的輸出電壓,，間接的穩(wěn)定了輸出電壓,。
這兩個電阻的值可由下式確定：
為防止瞬時高壓對REG的影響，推薦R4的值為3k-10kΩ之間,。
4,、退磁電阻R5：
這個電阻是用來限制流入Aux腿的電流的，根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)條件,，流入Aux腿的最大電流為5mA,，流出的最大電流為10mA，基于這點,，產(chǎn)品的設(shè)計者給出了一個近似的估算式：
這個式子,，不要從量綱上去考慮，僅作為一個經(jīng)驗的估算法,。
5,、供電電路C5、R6,、D8：
前已述及,，芯片內(nèi)的高壓啟動電流源對電容C5充電，當(dāng)充電電壓達(dá)到電路啟動電壓9V以上時,，TEA162x進(jìn)行工作狀態(tài),。C5的值應(yīng)小1uF,，實際上在所有的應(yīng)用中都選用470nF。
與輔助繞組相連的二極管只需選用普通二極管,。與二極管相連的電阻R6,，是用來防止瞬時峰值電壓的，其阻值要由實驗確定,，開始實驗時可在56~560Ω之間選擇,。
圖3是用光電藕合器來反饋的典型應(yīng)用電路。從初級側(cè)來看,，其最大的區(qū)別就是在圖3中用光電晶體管來取代圖2中的電阻R8,，而圖3的次級則增加了發(fā)光二極管及其采樣、驅(qū)動電路,。
圖2所示的AC/DC轉(zhuǎn)換器適宜作電壓源,，其穩(wěn)壓精度與變壓器各線圈的耦合度有關(guān)，大約在8%以內(nèi),，對于那些對穩(wěn)定度要求不高而對成本要求很高的場合,，可選用此方案。
如果對穩(wěn)壓精度及其它參數(shù)要求較高的用戶,，如穩(wěn)定精度要求達(dá)到1%左右的用戶,，則應(yīng)采用圖3所示的方案。
本文后記
近期的實踐表明,，STARplug已成功地在下列方面得到了應(yīng)用：適配器產(chǎn)品系列：5V/1A,，5V/2A，9V/1A,，12V/1A等等,，熱工儀表，電力儀表,，紅外節(jié)水器具,，LED燈驅(qū)動電源，DVD,，機頂盒等．