高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片的應(yīng)用
出處:eeskill 發(fā)布于:2022-08-29 16:19:42
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212 是一款符合 6 級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)的次級(jí)反饋,反激式 AC-DC 高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片。芯片內(nèi)置高壓功率管,芯片內(nèi)還包含有準(zhǔn)諧振檢測(cè)、SLEEP 超低待機(jī)、自供電等電路,并具有輸出短路、次級(jí)開路、過溫、過壓等保護(hù)功能。芯片采用高集成度的CMOS 電路設(shè)計(jì),具有外圍元件極少,變壓器成本低(隔離輸出電路的變壓器只需要兩個(gè)繞組)等特點(diǎn)。
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212產(chǎn)品特點(diǎn)
的自供電技術(shù),變壓器無需外部供電繞組, 無需啟動(dòng)電阻( 降低成品成本) 。
特有的 SLEEP 技術(shù)使芯片具有超低的待機(jī)功耗。
內(nèi)置 PWM 準(zhǔn)諧振電路,增加電源轉(zhuǎn)換效率和保證良好的EMC特性。
過溫、過流、過壓以及輸出短路,次級(jí)開路,光耦失效保護(hù)。
4KV 防靜電 ESD 測(cè)試。
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212應(yīng)用領(lǐng)域
12W 以下 AC-DC 應(yīng)用包括:電源適配器、充電器、電磁爐、空調(diào)、DVD、機(jī)頂盒等家
電產(chǎn)品。
極限參數(shù)
供電電壓 VDD ………………………………………………………………… -0.3V--8V 供 電 電 流 VDD …………………………………………………………………。 100mA 引腳電壓 …………………………………………………。..。. -0.3V--VDD+0.3V 功 率 管 耐 壓 …………………………………………………………。.. -0.3V--730V
IS 大 電 壓 。..?!?400mV 總 耗 散 功 率 ………………………………………………………………1000mW 工作溫度 ………………………………………………………。 -25 C--+125 C 儲(chǔ)存溫度 ………………………………………………………。 -55 C--+150 C 焊接溫度 …………………………………………………………….+280 C/5S
芯片內(nèi)置高壓?jiǎn)?dòng)電流源;上電啟動(dòng)時(shí)當(dāng) VDD 電壓小于啟動(dòng)電壓時(shí),打開三極管對(duì)外部的 VDD 儲(chǔ)能電容C4 充電。當(dāng) VDD 電壓達(dá)到啟動(dòng)電壓 VCC_St ar t 的時(shí)候,關(guān)閉啟動(dòng)電流源, 啟動(dòng)過程結(jié)束,控制邏輯開始輸出 PWM 脈沖并檢測(cè) I S 電阻,當(dāng) I S 接電阻RS對(duì)地時(shí), 設(shè)定峰值電流 I p_Max=Vli m/ RS(Vli m 是 I C6 腳內(nèi)部檢測(cè)電壓值) ;當(dāng) I S 腳直接接地時(shí),設(shè)定峰值電流為 I p_Max=700mA ;
軟啟動(dòng):
上電啟動(dòng)結(jié)束后,為防止輸出電壓建立過程可能產(chǎn)生的變壓器磁芯飽和,功率管和次級(jí)整流管應(yīng)力過大,芯片內(nèi)置軟啟動(dòng)電路,在軟啟動(dòng)時(shí)初級(jí)峰值電流為 0. 5 倍峰值電流。
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212采用準(zhǔn)諧振輸出方式,當(dāng)檢測(cè)到 OC 諧振到電壓時(shí),開通 PWM 輸出,打開開關(guān)管給電感充電,這樣減小了開關(guān)管的開關(guān)損耗,提高了電源的轉(zhuǎn)換效率。
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212FB 檢測(cè)和反饋控制:
Fb 引腳外部連接一只電容,以平滑F(xiàn)b 電壓,外接電容會(huì)影響到電路的反饋瞬態(tài)特性及電路的穩(wěn)定工作,典型應(yīng)用可在1nF~10nF 之間選擇;芯片依據(jù)FB電壓控制PWM輸出峰值電流和工作頻率。
SLEEP 模式:
為實(shí)現(xiàn)超低待機(jī)功耗,芯片設(shè)計(jì)了 SLEEP 模式時(shí),當(dāng)輸出功率逐漸下降到 50mW 以下時(shí),芯片進(jìn)入 SLEEP 模式??梢詫?shí)現(xiàn)系統(tǒng)超低的待機(jī)功耗(《60mW)。
自供電:
芯片使用了的自供電技術(shù),控制VDD的電壓在4. 7V 左右,提供芯片本身的電流消耗,無需外部輔助繞組提供。自供電電路只能提供芯片自身的電流消耗,不能為外部線路提供能量。
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212過溫保護(hù)(OTP):
芯片在內(nèi)部集成了過溫保護(hù)功能,如果因外部溫度過高或者其它異常原因造成芯片溫度過高,檢測(cè)到芯片溫度超過 130℃,立即啟動(dòng)過溫保護(hù),停止輸出脈沖,關(guān)斷功率管并進(jìn)入異常保護(hù)模式,溫度異常解除后恢復(fù)正常工作。
初級(jí)過流保護(hù):
外部變壓器初級(jí)線圈的電流過大時(shí),軟啟動(dòng)結(jié)束后,如果在 PWM 開通 500ns 時(shí)檢測(cè)
到初級(jí)線圈電流達(dá)到峰值電流 I p_Max ,芯片立即關(guān)斷功率管, 進(jìn)入異常保護(hù)模式。
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212 供電電源異常:
因外部異常導(dǎo)致VCC電壓低于VCC_Mi n 時(shí),芯片將關(guān)斷功率管,進(jìn)行重新啟動(dòng)。
因外部異常導(dǎo)致VCC電壓高于VCC_Max時(shí),立即啟動(dòng)VCC過壓保護(hù),停止輸出脈沖并進(jìn)入異常保護(hù)模式。
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212短路和過載保護(hù)(OCP):
次級(jí)輸出短路或者過載時(shí),如果 FB 電壓連續(xù) 0. 8S 低于短路保護(hù)閥值 Vf b_L; 芯片
立即關(guān)斷功率管, 進(jìn)入異常保護(hù)模式。
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212異常保護(hù)模式:
芯片進(jìn)入異常保護(hù)模式后,關(guān)閉 PWM 輸出,啟動(dòng) 800ms定時(shí)器。在 800ms 內(nèi),VCC
電壓下降并維持 4. 6V ,800ms 后,芯片結(jié)束異常狀態(tài)。
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212異常保護(hù)模式:
芯片進(jìn)入異常保護(hù)模式后,關(guān)閉 PWM 輸出,啟動(dòng) 800ms 定時(shí)器。在 800ms 內(nèi),VCC
電壓下降并維持 4. 6V ,800ms 后,芯片結(jié)束異常狀態(tài)。
高性能準(zhǔn)諧振開關(guān)電源控制芯片DK212我們可以通過磁芯的制造商提供的圖表進(jìn)行選擇,EE19的AP=1243mm^4, EF20 的
AP=2231mm^4, 從設(shè)計(jì)性能優(yōu)化角度以及為改善EMI 設(shè)計(jì)增加初、次級(jí)屏蔽層來選擇,可以選擇EF20這款變壓器(AE=33. 5, 屬于標(biāo)稱值,請(qǐng)按實(shí)物測(cè)量為準(zhǔn)) ,這樣變壓器生產(chǎn)和效率,散熱上更有優(yōu)勢(shì)。
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