一、FA37芯片介绍

FA37芯片为富士电机公司推出的可直接驱动功率MOSFET的PWM型开关电源控制集成电路芯片，其具有在轻载模式下降低振荡频率、功耗和Vcc过压保护检测等功能，非常适用于高效、待机或轻载模式下低输入功耗领域。特点如下： （1）使用新开发的具有高抗电强度的CMOS（30V）、电路功耗更低； （2）待机电流低于2RA（Vcc=14V），工作电流为1.9mA（典型值）； （3）轻载模式下自动减小振荡频率，抑制电源消耗； （4）Vcc电压过压保护功能检测； （5）可直接驱动MOSFET；

（6）输出峰值电流：源电流－500mA，吸电流1A； （7）具有逐个脉冲过流功能；

（8）过载停止功能（闭锁或非闭锁模式可选）； （9）可用外部信号控制输出ON/OFF； （10）具有闭锁模式过压关机功能；

（11）具有欠压锁定功能（16.5V时导通，9V时关断）； （12）基准电压输出（5V）； （13）8引脚封装（DIP、SOP）。

其电路框图见图2所示，管脚功能见表1所示。

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1．振荡器

振荡器通过内置电容的充放电，产生一个三角波形。所需的振荡频率可通过连接在RT引脚的电阻来设置，见图3所示。

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内置电容上的电压，通过相同的充放电速率，大约在3V和1V之间波动（见图4所示）。

可以通过改变连接在RT引脚的电阻值梯度，来设置振荡频率（电阻Rt的阻值越大，频率越小）。在轻载模式下，当输出占空比减小时（FB≤1.8V），振荡频率会自动降低。

振荡输出连接到PWM比较器输入端，通常在固定频率状态下，Rt引脚电压为DC2.5V。当频率降低时，电压也线性下降至大约1V。 2．轻载模式下降低振荡频率电路

此IC有一个特点，就是轻载时自动降低振荡频率，减小待机功耗。轻载时，当IC输出脉冲宽度变窄到10%以下，并且FB引脚电压减小至大约1.18V以下时，振荡频率则开始线性减小直至脉冲宽度减小至。。当输出脉冲宽度为。时，振荡频率为通常固定频率的46%见图5所示）。即使振荡频率减小，内置电容上的电压也在3V和1V之间波动。

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3. PWM比较器

PWM比较器有4个输入端，见图6所示。

振荡器输出①脚与CS电压②脚、FB电压③脚以及DT电压④脚进行比较（用②、③、④三个引脚电压的最低值与①脚比较），当此电压比振荡器输出①脚电压低时，PWM比较器输出为高，反之输出为低（见图7所示）。

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当PWM比较器输出电压为低时，IC的OUT引脚输出电压为高。

当IC通电时，CS的②脚电压控制软启动工作，输出脉冲逐渐变宽。在正常工作期间，输出脉冲宽度由最大占空比（70%）DT的④脚电压下的FB的③脚电压确定，通过调节FB电压以保持输出电压稳定。 4. CS引脚电路

CS引脚电压变化取决于CS上的充电电压，当接通电源时，电流源（6.5μA）开始给CS充电，CS引脚电压上升，如图8所示。

CS引脚电压连接到PWM比较器输入端，是以最低的输入电压确定比较器的输出。当CS引脚电压在1.0V和2.4V之间时，电路进入软启动状态。在正常工作期间，该Cs引脚电压被钳位在内部4V齐纳二极管上。如果输出电压由于过载下降而使FB电压上升到3V以上，则取消4.0V钳位电压，Cs引脚电

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压可上升至9.5V。因Cs引脚也连接到锁存比较器C2，因此，当Cs引脚电压上升到8.5V以上时，则C2比较器关闭5V基准电路，从而关断输出。由于Cs引脚同时也连接到比较器C1，也可通过使Cs引脚电压低于0.68V来关闭5V基准电路，从而关断输出。为此，可用比较器C控制输出开、关。 总之，可通过改变Cs引脚电压，控制软启动，过载输出关机和输出开、关控制。 （1）软启动功能

软启动电路见图9所示，图10为软启动工作时序图。CS引脚连接CS电容，当通电时，6.5μA恒流源给cs电容充电，cs引脚电压随CS电容充电电流缓慢上升。cs引脚也连接到内部的PWM比较器输入端，特点是以最低的输入电压确定输出。在图10中，软启动使比较器输出脉冲宽度缓慢变宽。

（2）过载关机功能

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图11阐述了过载关机工作时序，如果由于过载或短路，引起输出电压降低，导致FB引脚输出电压升高，如果该电压超过C3比较器基准电压（3V），则C3比较器输出变低，关闭开关。开关关闭后，在正常工作时被4V齐纳二极管钳位，4V的Cs引脚则取消钳位。6.5}LA恒流源开始给Cs电容充电，Cs引脚电压上升。当Cs引脚电压超过C2比较器基准电压（8.5V）时，C2比较器关闭5V基准电路，之后，IC进入闭锁模式并关断输出。关断时IC的电流消耗为45 VLA（典型值）（Vcc=10V）。该电流必须由启动电阻提供。此时IC进入输出关闭状态（低电压）。

当Vcc电源电压低于关机闭值电压（9.0V）或强制Cs引脚电压低于7.9V时，过载关机操作复位。 （3）输出开／关控制功能

可通过施加在Cs引脚的外部信号来打开或关闭IC，图12为输出开／关控制时序图。

当CS引脚外部电压低于0.68V（典型值）时，IC关机。比较器C1输出为高并关闭5V基准电路，IC关断输出，IC进入输出关闭状态（低电压）。IC在关机时所需的电流消耗是100 μA（典型值）（Vcc=17V）。该电流必须由启动电阻提供。当CS引脚电压超过0.82V（典型值）时，IC导通，打开5V基准电路，

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自动软启动，电源重新工作。 5．过流电路

过流检测电路通过检测每一个主开关MOSFET的漏极电流脉冲峰值（采用脉冲法），来过流。相对于地面，检测闭值电压为－0.168V。 MOSFET漏极电流通过电阻RS转换成电压，并反馈至IC的IS引脚。如果电压超过比较器C4基准电压－0.168V，则比较器C4工作，触发器输出Q为高，输出立即关闭以切断电流。触发器输出Q在下一个周期复位，输出重新开始。通过这种重复操作来过流。

如果噪声使过流电路出现故障，可以在IS引脚和MOSFET之间，放置一个RC滤波器。图13的时序阐述了过流工作过程。

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