手机充电器芯片U95153的工作模式

手机充电器芯片U95153典型输出功率(85—264Vac)12W，谷底开通、原边控制、系统效率高，恒流、恒压调整率小于±5%。今天着重介绍下U95153原边恒压控制(PSR-CVM)和原边恒流控制 (PSR-CCM)两种模式！

01原边恒压控制(PSR-CVM)

在原边控制技术中，当原边向副边传输能量时，通过采样与副边绕组耦合的辅助绕组电压，得到输出电压反馈信号。下图展示了手机充电器芯片U95153内部的电压采样、消磁检测和谐振谷底触发的关键波形。当恒压采样过程结束时，内部的采样保持模块记录下反馈误差并通过内部的误差运算放大器将其放大。原边恒压控制模块利用误差运算放大器的输出实现高精度的恒压输出。芯片内部恒压输出基准为高精度的1.25V。

在恒压采样过程中，手机充电器芯片U95153内部有一可变电流源从FB管脚流出用作线损补偿，如图所示，由此将在FB波形上产生一个电压阶梯。下图也展示了消磁过程中FB电压平台的量化关系：

其中：Vo和VF分别为输出电压和副边续流二极管导通电压；R1和R2为由辅助绕组连接到FB管脚的分压电阻；Ns和Na分别为副边绕组和辅助绕组匝数。在重载模式下，模式识别模块将根据误差运算放大器的输出自动控制进入恒流模式中。

02原边恒流控制 (PSR-CCM)

手机充电器芯片U95153利用FB管脚电压和CS管脚电压的时序关系，可以实现高精度的恒流输出控制。如下图所示，在恒压输出模式当系统输出功率增加且接近恒流输出控制点时，原边电感电流达到其最大值。

如上图所示，原边电感电流、变压器匝比、副边消磁时间（Tdem）和开关周期时间（Tsw）决定了副边平均输出电流。如果忽略漏感的影响，副边平均输出电流的公式在上图已示。当输出电流达到原边恒流控制模块的输出基准时，手机充电器芯片U95153将进入调频工作模式中，无论输出电压低于恒压输出基准或者具体如何，只要VDD电压不低于其关断电压芯片将持续工作。

在手机充电器芯片U95153内部，在恒流输出模式中消磁时间Tdem与开关周期Tsw的比例被严格控制为 4/7。所以实际平均输出电流可以表示为：

其中：

N----变压器原边绕组与副边绕组匝数之比。

Rcs---连接于三极管发射极与 GND 之间的采样电阻。