满足安全环保需求的小功率集成的AC/DC转换器设计
随着半导体技术的不断进步，为系统设计师、电路设计师实现技术创新提供了一个先进的技术平台，从而有许许多多新颖的、时尚的便携式电子产品呈现在世人面前，像PDA、3G手机、各种个人电子医疗保健装置以及层出不穷的游戏机等等。这些便携式电子产品大多需要高档的开关电源来供电或充电，此外，还有许多先进的便携式仪器仪表，工控装置乃至像剃须刀这样的日常用具也需要开关电源。正是在这种背景下，PHILIPS推出了STARplug电源IC产品系列。
该系列不但满足了便携式电子产品微功耗、高可靠、微小型化等要求，还满足了使用安全性和环保的需求。
关于STARplug产品系列
STARplug有两个系列，即TEA152X系列和TEA162X系列(见表1)。TEA152X系列是早在2000年9月问世的，TEA162X系列则是对TEA152X系列的改进，并于2004年5月定型的，这两者在框图、电路结构、外引线排列及绝大多数电参数都是相同的。所不同的仅在芯片内部高压启动电流源上，TEA152X系列Icharge=1.5mA(典型值)，TEA162X系列Icharge=500uA(典型值)。
注：表1只列出双列直插式封装，表贴的未列出。
STARplug采用多芯片结构。所有控制部分用BiCMOS工艺集成在一个芯片上，而功率部分则用EZ-HV工艺做在另一个芯片上，然后在同一个基片上优化组合而成。从制造工艺上看，飞利浦采用了先进的全氧化隔离工艺(或称介质隔离工艺)，因此其有以下特点：
1. 可免除锁定效应(锁定效应是CMOS电路特有的一种失效模式);
2. 可以方便地在同一个芯片上实现模拟，数字和功率电路的集成;
3. 芯片面积也比标准的PN结隔离要小;
4. 漏电流极低，适于高温环境下工作;
5. 寄生电容小，通过衬底产生的串扰和EMC的概率很小;
6. 抵御外部电火花及反极性的能力强。
这些都有利于支撑STARplug的高性能和高可靠性。
从电路设计上看，一个重要的特点是提出了谷值转换的概念。
一般说来，功率MOS管耗散的功率是开关电源自身功耗的主要来源。它与电源的可靠性，稳定性，效率都密切相关。功率MOS管的功耗通常由三部分组成：
1. MOS管截止时的功耗，即VDS为高电平的功耗：这个功耗主要由漏极D和源极S之间的漏电流来决定，与芯片制造工艺有关，IDS(off)通常在微安量级，因此这部分功耗极低，一般可以忽略。
2. MOS管导通时的功耗，即VDS为低电平时的功耗，这个功耗主要决定于漏极和源极之间的导通电阻RDS(on)。这与芯片设计的几何参数有关。
3. MOS管动态功耗，即MOS管由截止向导通转换，或由导通向截止转换时的功耗。这个功耗可用下式计算：
飞利浦的电路设计师，分析了上述公式，认识到要降低开关电源的动态功耗，只能由降低转换时的VDS和负载下降时的f入手。通常VDS为380V左右，如果利用电路谐振将VDS于谷底(接近于0V)时，使MOS管由截止进入导通，则MOS管的动态功耗将下降几个数量级。为此，在电路设计上，加上了谷值检测电路，一旦电路谐振，能正确地测出“谷底”，并在VDS进入“谷底”之时，在栅极G和源极S之间输入经PWM后的脉冲上升沿。
上个世纪90年代的PWM芯片，工作频率f大多为固定频率。为了降低功耗，特别是降低待机功率，STARplug采取了可调变频率的灵活电路设计。用户设定的频率为满载时的工作频率。当负载下降时，工作频率也相应下降。从而保证了待机功耗低于100mW。
此外，STARplug系列芯片用高压电流源来启动，一旦IC进入正常工作状态，则高压电流源将自动切断，从而减少了电路的功耗。由此可知，电路的整个设计过程。都贯彻了一条减少功耗的思想，正是因为功率MOS管和控制部份都有效地大幅度地减少了功耗，因此就能够将功率器件和控制电路集成在一个封装中，有效地减少了外围元件。另外为了使电路能可靠地工作，还提供了完善的保护功能，包括了逐个周期过流保护、欠压锁定、过压保护、过温保护、绕组短路保护、退磁保护。
STARplug功能描述
1. STARplug的结构
图1是STARplug的内部电路框图。不难看出，图中包括功率MOS管和控制电路两大部分。功率MOS管主要用来实现功率的传输和转换。而控制电路则肩负三大任务：
1. 实现所有保护功能的快速反应。
2. 谷值电平的准确检测。
3. 工作周期的控制(即PWM功能)。
图1：STARplug内部电路框图
STARplug是基于不连续方式(DCM)反激式拓扑设计的。有两种反馈方式：
1.变压器辅助绕组反馈，(此绕组同时用作IC的供电)(见图2)。
2.变压器次级绕组经光耦反馈(见图3)
2. STARplug工作原理(见图1、图2)。
交流电源经整流滤波后输出Vdc，经变压器初级加到TEA162X的DRAIN端(第8脚，略称Dr端)，经芯片内部的高压电流源(图1)，通过Vcc端(第1脚)向电容器C5充电，当C5充电电压Vc5达到并超过VCC启动电压的下限9V时，TEA162X开始工作。
作为TEA162X的第一项工作就是加电清零(见图1)，使片中逻辑电路处于初始状态，MOS功率管处于低电平。变压器初级电感有电流通过，并逐步加大。与此同时，接在RC脚上的电阻R和电容C使振荡器产生振荡。经PWM的比较器和驱动器使MOS功率管由低电平转换到高电平。这时储存在初级电感和磁芯气隙中的能量立即传送到变压器的次级和辅助绕组。辅助绕组感应的交变电压经整流后加到VCC端，当此电压达到VCC启动电压后，则由高压电流源送来的电流将其中断，由Vaux取代，使TEA162X继续工作。一旦Vaux下降到Vcc启动电平之下，或进入停止电平时，则TEA162X停止转换，并重新由整流后的电网电压Vdc启动。
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