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2021年4月28日发(作者：晚霞红满天太阳纸业(002078))

高性能PFC与PWM组合控制器TDA16888及其应用

山东省临沂市电子工业局毛兴武
山东省临沂市银河电子研究应用中心周建军
北京9711信箱602分箱祝大卫
摘要：TDA16888是为新一代带通用线路输入和功率因数校正（PFC）的离线开关型电源（SMPS）而设计的。本文介绍了TDA16888
的功能及其应用。

关键词：PFCTDA16888
一、引言
开关电源（SMPS）、荧光灯交流电子镇流器和变频调速器这类电力电子装置，采用传统的桥式整流、电容滤波电路会
使AC输入电流产生严重的波形畸变。早在80年代初，人们已对这类装置产生的高次谐波电流所造成的危害引起了关注。1982
年，国际电工委员会制订了IEC55－2限制高次谐波的规范（后来的修订规范是IEC1000－3－2），促使众多的电力电子技术工
作者开始了对谐波滤波和功率因数校正（PFC）技术的研究。

微电子技术日新月异地飞速发展，有源功率因数控制器IC应运而生。自80年代中期开始，西门子等公司推出了
TDA4814TDA4815TDA4816TDA4817TDA4818TDA4819TDA4862等系列PFC控制器单片IC，其中
TDA4814TDA4816TDA4817TDA4862适合于在电子镇流器升压式PFC预调整器中用作控制器，而TDA4815TDA4818TDA4819则
适用于SMPS的谐波滤波及功率因数校正。进入90年代后，有源PFC控制器单片IC迅速发展，品种规格已达近百个，有源PFC
升压变换器的输出功率可达4.5kW。为降低SMPS的成本，使其线路进一步简化，90年代中期，PFC与PWM二合一单片IC开始
崭露头角。其代表性产品有线性技术（LT）公司的LT1508LT1509和微线性（ML）公司的
ML4819ML4821ML 4824ML4826ML4801ML4803等。其中，ML4803采用8脚封装，是1999年1月公布的新产品。本文
介绍的高性能PFC与PWM控制器TDA16888，是西门子公司新推出的高集成度单片IC，为PCs、CTVs、监视器和工业用新一代SMPS，
并利用失效模式结果分析（英文缩写为FMEA）规则而设计。
二、封装形式、内部结构及主要特点
1．封装形式、内部结构及引脚功能
TDA16888采用P－DIP－20－5和P－DSO－20－1封装，顶视图及引脚排列如图1a、b所示。

图1a P-DIP-20-5封装顶视图

TDA16888由PFC和PWM控制器两部分组成。PFC控制器主要包含有电压误差放大器（OP1）、乘法器、电流放大器（OP2）、比
较器（C1～C3）、运算跨导放大器（OTA1～OTA3）、触发器（FF1）和PFC输出驱动器等电路。PWM部分主要包括振荡器（与PFC
共用）、比较器（C4～C10）、触发器（银行汇率、外汇汇率
FF2）和PWM图腾柱（即推拉式）栅极驱动器等单元电路。此外，TDA16888还内置7.5V
的精密带隙基准、欠电压锁定（UVLO）和电源控制电路。图2为TDA16888内部结构方框图。 TDA16888的引脚功能见表1。
2．主要特点
88内的PFC控制器可以组成升压式预调整器，也可以组成回扫式拓扑，在连续或断续方式下工作，采用平均电流和电
压传感双环控制及前沿触发宽度调制，最大占空比为94％。改进的电流型控制PWM电路可用作设计正向或回扫式变换器。为防
止变压器饱和、后沿触|000553发的PWM最大占空比限制在50％。PFC和PWM控制器在内部保持同步，在相同的频率上工作，固定频率
范围从15kHz直至200kHz。PFC与PWM均采用快速软开关图腾柱栅极驱动（IA）。TDA16888启动电源电流典型值为50μA,静态
工作电流仅15mA,具有低待机功耗。监视和保护特征主要包括PFC直流输出过电压和欠电压监测、峰值电流限制和IC电源欠电
压闭锁等。
图1b P-DSO-20-1封装顶视图
表1TDA1688的引脚功能
脚号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
符号
PFCAC
VREF
PFCCC
PFCCS
GNDS
PFCCL
GND
FPCOUT
Vcc
PWMOUT
PWMCS
SYNC
PWMSS
PWMIN
PWMRMP 银行汇率、外汇汇率

ROSC
PFCFB
PFCVC
PFCVS
AUXVS
功能
AC线路电压传感器输入
75V的基准
PFC电流环路补偿
PFC电流传感
电流传感输入地
FPC电流限制传感输入
地
PFC驱动器输出
电源电压
PWM驱动器输出
PWM电流传感
振荡器同步化输入
PWM软启动
PWM输出电压传感输入
PWM斜坡电压
振荡器频率建|www jrj com cn立
PFC电压环路反馈
PFC电压环路补偿
PFC输出电压传感输入
辅助电源电压传感

TDA16888可用作设计适用于世界各国AC供电线路、输入电压从90V到270V的高品质离线SMPS，满足IEC1000－3－2关于AC
输入电流的谐波限量 要求，实现高于0.99的线路功率因数，并具有低成本、低损耗和高可靠等优点。此外，IC的PFC还可用
作辅助电源。
三、工作原理概述
1．电源
TDA16888的脚9（Vcc）内部并联一支17.5V的齐纳二极管Z3（见图2），只要该脚上的电压达17.5V以上，IC则被保护。在
IC的任意脚都有专门的静电放电（ESD）电路，用作ESD保护。只要Vcc脚上电压超过14V的门限，IC则从待机状态进入操作
模式。当电源电压降至11V的门限以下时，IC则从操作模式进入待机状态。 通过TDA16888的电源控制和脚13（PWMSS）的软
启动特性，在电源电压进入稳态后，PWM控制器通过内部的偏置控制被赋能运行。

图2TDA16888内部结构方框图
2．保护电路
TDA16888的比较器C6通过脚19（PFCVS）传感过电压后，立即关闭PFC和PWM的栅极驱动，履行过电压保护功能。运算跨导放
大器OTA2除了用作改进PFC预调整器的负载调整之外，也通过对脚19上的信号检测，实现对乘法器输出QM的适度控制和快速
过电压保护。 万一PFC输出出现欠电压，比较器C4通过脚19检测。为提升PFC输出电压，减小负载电流，PWM控制器将关断
其栅极驱动器输出。欠电压关闭必须在IC欠电压自锁之前发生，也就是说，关闭PWM输出时，脚9（Vcc）上的电压恰好在11V
的欠电压自锁门限以上。如果在脚19上的电压由于某种原因降至1V以下，比较器C2则被触发，IC脚8上的PFC输出立即关
闭。 TDA16888的比较器C3和C9分别通过脚6（PFCCL）和脚11（PWMCS）传感器和检测PFC和PWM变换器的电流。只要脚6
和脚11上的电压达到峰值电流限制门限，则会立即关断脚8（PFCOUT）或脚10（PWMOUT）栅极驱动输出。 此外，TDA16888的
每个引脚都具有抗ESD保护功能。
3．振荡器同步化
TDA16888振荡器频率由一只连接于脚16（RSOC）与地之间的外接电阻设定。为保证有一个低电流消耗和对电磁干扰（EMI）
有一个高阻抗，相应的电容被集成。PFC和PWM时钟信号与PFC电压斜坡一样，通过内部的振荡器同步化。为确保时钟频率的
精确度，时钟信号由三角波而不是锯齿波信号派生而来，并且提供一个占空比为50％的时钟参考信号。在馈送到PFC和PWM之

至于那些研发出来产品的系统外的单位呢？对不起，你们的研发成果，我们要了，但是生产任务，你们就别指望了。 说完，马盼山继续向前走去，离开了这一队的人群。 而就在大家伙考察63式装甲车，同时开始下订单的同时，秦振华一个人，跑去找了杨老。 拖回了车间，打开后盖，众人看的都是大眼瞪小眼。 “振华，你这是怎么说话的？”向大阳显然有些不高兴了：“我们发动机所，历来就是技术实力最强的，我们来主持研发，还不是为了尽快把这个项目搞成功吗？你们怎么能这样想？让别人听到，还以为我们发动机设计所没出息呢。” 秦振华说完了这些，突然间，看到了黄老的眼角闪过的一丝狡黠，忽然就明白了什么。 一方面，是秦振华包容晓玉，总觉得晓玉还在上大学期间就结婚，似乎不太好，影响她的学业，另一方面，就是自己的工作一直都很忙碌，这几年来，为了推进几款坦克的研发，为了推进各个项目的研发，秦振华在一机厂里，绝对是最忙碌的一个人。 以前还防着米娅的，现在，王晓玉已经和秦振华结婚了，所以，也就不在乎了结交这样一个漂亮的外国女孩，更何况，也不是秦振华单独赴宴的，而是带着自己一起来的，王晓玉对此是很满意的。 谁知道奔驰公司能拖几年？咱们一旦动工，或许厂房盖起来了，奔驰公司还没有下定决心呢？