1引言
M51995A是一專門為AC/DC變換設計的離線式開關電源初級PWM控制芯片。該芯片內置大容量圖騰柱電路，可以直接驅動MOSFET。M51995A不僅具有高頻振蕩和快速輸出能力，而且具有快速響應的電流限制" title="電流限制">電流限制功能。它的另一大特點是過流" title="過流">過流時采用斷續方式工作。芯片的主要特征如下：
500kHz工作頻率；
輸出電流達±2A，輸出上升時間60μs，下降時間40μs；
起動電流小，典型值為90μA；
起動電壓和關閉電壓間壓差大：起動電壓為16V，關閉電壓為10V；
改進圖騰柱輸出方法，穿透電流小；
過流保護采用斷續方式工作；
用逐脈沖方法快速限制電流；
欠壓、過壓鎖存" title="鎖存">鎖存電路。
2管腳排列及說明
管腳排列見圖1。
各引腳定義如下：
COLLECTOR：圖騰柱輸出集電極
Vout：圖騰柱輸出
EMITTER：圖騰柱輸出發射極
VF：VF控制端
ON/OFF：工作使能端
OVP：過壓保護" title="過壓保護">過壓保護端
DET：檢測端
F/B：電壓反饋端
T－ON：計時電阻ON端
CF：計時電容端
T－OFF：計時電阻OFF端
CT：斷續方式工作檢測電容端
GND：芯片地
CLM－：負壓過流檢測端
CLM＋：正壓過流檢測端
圖1M51995AP管腳排列
圖2M51995A的原理框圖
Vcc：芯片供電端
3工作原理
M51995A的原理框圖如圖2所示。它主要由振蕩器、反饋電壓檢測變換、PWM比較、PWM鎖存、過壓鎖存、欠壓鎖存、斷續工作電路、斷續方式和振蕩控制電路、驅動輸出及內部基準電壓等部分組成。
（1）振蕩器
振蕩電路的等效電路如圖3所示。CF電壓由于恒流源的充放電而呈三角波" title="三角波">三角波。在正常工作時
圖3振蕩器等效電路
充電電流為I1=UT－on/Ron
放電電流為I2=UT－off/Roff＋UT－on/16Ron
振蕩周期為
T=(UOSCH－UOSCL)CF/(I1＋I2)
其中（UOSCH－UOSCL）為三角波的峰峰值，UOSCH≈4.4V，UOSCL≈2.0V，UT－on≈4.5V，UT－Off≈3.5V。芯片輸出最大脈寬為三角波的上升時間，而三角波的下降時間則為死區時間。當發生過流時，斷續方式和振蕩控制電路開始工作，此時T－off端電壓依賴于VF端電壓，振蕩器的充電電流同正常工作時一樣，
充電電流為I1=UT－on/Ron
放電電流為
I2'=(UVF－UVFO)/Roff＋UT－on/16Ron
振蕩周期為
T=(UOSCH－UOSCL)CF/（I1＋I2）
其中UVF為VF端電壓，UVFO≈0.4V，
圖4正激式變換器" title="變換器">變換器中VF端的應用
如果UVF－UVFO<0， 則 UVF－ UVFO="0；"
如果UVF－UVFO>UT－Off≈3.5V，則UVF－UVFO=UT－Off。所以當UVF>3.5V時振蕩器的工作和沒有發生過流時一樣。通常使VF端電壓正比于變換器的輸出電壓，這樣當發生過流而使輸出電壓變低時死區時間也相應變長，從而進一步降低占空比。圖4顯示了正激式變換器中VF端的應用，這里RC構成低通濾波器；而在反激式變換器中可以對偏置繞組電壓進行分壓后接到VF端，因為偏置繞組電壓正比于變換器的輸出電壓。
（2）PWM比較鎖存部分
圖5為PWM比較和鎖存部分的電路圖，由圖可知A點電位為
UA=5.8－15.2k×(500·IF/B/3k)
A點電位與振蕩三角波比較后鎖存，并與從振蕩器輸出的控制信號邏輯組合后輸出。各點波形如圖6所示。故B、C、D、E各點的邏輯關系為
B=D·E，C=B·E=D·E （3）輸出電路
芯片的輸出為圖騰柱電路，以驅動MOS管。傳統的圖騰柱電路具有高穿透電流的缺點，可達1A，這在高頻應用時將引起較大的ICC電流和不可避免的IC受熱及噪聲電壓。M51995A使用了改進的圖騰柱電路，在不惡化性能的條件下穿透電流約為100mA。
（4）電流限制電路
在圖6中，如果A點波形和三角波的上升沿相交之前電流限制端CLM＋或CLM－的電壓超過閾值（＋200mV/－200mV），過流信號將使輸出截止并且這個截止狀態持續到下一個周期。實際上該信號控制
圖5PWM比較和鎖存
圖6PWM比較和鎖存部分各點波形
的狀態在接下來的死區時間里被復位，所以電流限制電路在每個周期都可以起作用，被稱為“逐脈沖電流限制”。為了消除寄生電容引起的噪聲電壓的影響，需要使用RC組成的低通濾波器，如圖7所示。
(a)CLM＋的情況(b)CLM－的情況
圖7CLM＋/CLM－的連接
圖8斷續方式和振蕩控制電路時序
圖9斷續方式工作電路圖
當內部限流電路工作時，斷續方式和振蕩控制電路開始工作，即輸出高電平。圖8為時序圖，在斷續方式和振蕩控制電路輸出為高電平并且VF端電壓下降到低于約3V的臨界值時，斷續方式電路開始工作。圖9為斷續方式電路的原理圖。當VF端電壓高于UTHTIME時，晶體管V導通，CT端電位接近于GND；當VF端電壓低于UTHTIME時，晶體管V截止，CT將被充放電。SWA閉合而SWB斷開時，CT被120μA的電流充電，SWB閉合而SBA斷開時，CT被15μA的電流放電，所以CT端呈三角波。只有在CT端電壓上升期才會產生輸出脈沖。顯然CT端的三角波頻率要遠遠低于開關振蕩頻率。這樣功率電路中包括次級整流二極管在內的元器件可被有效保護，以防過流引起的過熱。當斷續方式不用時，建議CT端接地。
（5）輔助功能部分
DET端可被用來控制輸出電壓。DET端和F/B端之間的電路與并聯型可調電壓基準芯片431非常相似，當DET端電壓高于2.5V時運放具有吸收電流能力，而當DET端電壓低于2.5V時輸出為高阻。DET端和F/B端相互具有反相特性，所以建議在它們之間串接電阻和電容以利相位補償。
OVP和ON/OFF端子可方便地用來實現過壓保護和開關芯片工作。兩者都具有遲滯特性。在過壓保護及OFF狀態下，芯片的工作電流均由起動電路提供。ON/OFF端為低電平時芯片才工作，閾值電壓為2.4V。當OVP端高于750mV的閾值電壓時芯片進入過壓保護狀態（OVP）。為了復位OVP狀態，須使OVP端電壓低于閾值電壓或使VCC低于OVP復位供電電壓（典型值為9V）。
圖10M51995AP在正激式變換器的中的應用
4典型應用
圖10和圖11分別為M51995AP在正激式和反激
圖11M51995AP在反激式變換器的中的應用
式變換器中的應用。在正激式變換器中，交流輸入經全波整流和平滑濾波后進行開關變換。次級為多組輸出，而穩壓控制則是對主輸出來進行的。采樣和誤差放大采用431用基準芯片和光耦以提高輸出精度和隔離初級和次級電壓。過流檢測使用電流檢測變壓器。電源可由外部信號進行開關。Ron推薦為10k到75k，Roff推薦為2k到30k；電源電壓推薦為12V到17V；流過R1起動電阻的起動電流推薦300μA以上以穩定起動。