摘要：Samsung Power Switch(SPS)器件是Samsung electronics公司推出的将功率开关与电流模式控制器集成在同一芯片上的单片PWM开关电源集成电路。它具有门极驱动、电流模式PWM控制、优化反馈、尖峰电流抑制、软启动、过载和过热保护等功能。文中介绍了该芯片的结构特点和工作原理，并给出了典型应用电路。

    关键词：单片开关电源 工作原理 消隐

1 引言

小型化、高效率、低成本、脱线调节是开关电源发展的必然趋势。Samsung electronics公司推出的SPS(Samsung Power Switch)器件是将功率开关与电流模式控制器集成在同一芯片上单片PWM开关电源集成电路。它具有门极驱动、内部振荡器、电流模式的PWM控制、优化反馈、尖峰电流抑制、软启动以及过载和过热保护等功能。因此，使用该芯片可使电源设计过程更简单，设计制造更容易，电源结构更简洁。本文将对该芯片的结构特点、工作原理和典型应用电路作以介绍。

2 内部结构和工作原理

SPS芯片（KA2SX系列）的内部结构如图1所示，它的封装形式及管脚如图2所示。其中TO-220F为4管脚芯片，没有软启动功能；TO-3P和TO-3PL为5管脚芯片，具有漏极、接地、电源、反馈和软启动功能。

2.1 启动部分

启动过程从电路接通电源开始，到电路运行到稳态为止。SPS内部带有一些专用电路，如欠压封锁电路、Vcc输入电压保护、PWM软启动等。这些电路均个有防止产生电磁干扰以及限制有害应力产生的作用。

欠压封锁电路可用来设定一定的电压，以保证内部建立合适的偏置电压，并使输入电压在安全运行时尽可能地提供最大的输出功率。其起动阈值为15V，只要达至该阈值，电路偏启动，当电压降到10V时，欠压封锁电路将处于使能状态。

软启动电路主要用于限制起始脉宽并使并启动电容充电，直到5V参考电源稳定建立，且内外电路得到适当的偏置后，欠压电路才允许系统运行。在启动阶段，为了减少功耗，SPS芯片的典型输入电流只有0.3毫安。

2.2 软启动

当系统接通电源时，电源的外接输出电容处于放电状态，由于到达运行电压需要一定的时间，这使得系统不能在全占空比下启动。在软启动期间，电容Css的放电可使PWM比较保持在1V的最小电压。系统启动完毕后，将有1毫安的恒流源和5V的参考电压源对Vss充电以使其电压从0V升高到5V。软启动电容的容量可选择为0.2μF。

2.3 振荡器

SPS的内部振荡器可产生50kHz、70kHz和100kHz的振荡频率。

振荡器的结构如图3所示，波形如图4所示。它由一个精确的电源源对内部电容器充放电来产生稳定的振荡频率。其锯齿波是一个峰一峰值为2V的交流信号与一个2V的直流偏置电压的叠加（见图4）。在放电期间，可通过比较器产生一段脉宽，最小为开关周期的30%，此外，门极驱动为低电平，因此一般的SPS芯片在运行时的最大占空比为70%。而对于2SXX系列，其占空比可以达到90%。

2.4 反馈功能

SPS中的反馈电路可提供如闭环控制输出电压、过载/短路保护、空载下的连续稳定运行等功能。反馈功能在系统启动时就开始起作用，