EG1201 开关电源芯片用户手册

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欧质万
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2 版本号日期描述版本变更记录 V 年 05 月 1 日 EG101 数据手册初稿 / 14

3 目录 1. 特点描述应用领域引脚引脚定义引脚描述结构框图典型应用电路电气特性极限参数典型参数应用设计定时电容与开关频率的关系 FB 反馈与控制电流取样电阻 Rs 过温度保护功率管驱动特性与高耐压偏置技术过压与欠压保护最大开关电流限制封装尺寸 DIP8 封装尺寸 SOP8 封装尺寸 / 14

4 EG101 芯片数据手册 V 特点防过载防饱和设计, 能及时防范过载开关变压器饱和输出短路等故障采用经济型三极管为开关管 ; 同时利用其放大作用完成启动, 并将启动电阻的功耗减少 10 倍以上内置斜坡补偿电路热保护电路斜坡电流驱动电路无输出功耗可小于 0.W,0Vac 输入时可小于 0.W 封装形式 : SOP8 和 DIP8. 描述 EG101 是一款高性能电流模式 PWM 控制器专为高性价比 AC/DC 转换器设计在 85V~65V 的宽电压范围内提供高于 18W 的连续输出功率, 仅需使用一颗 TO16 封装的 E100 或类似参数的廉价双极性晶体管作为功率开关器件, 最大程度上节约了产品的整体成本该电源控制器可工作于典型的反激电路拓扑中, 构成简洁的 AC/DC 转换器 IC 内部的启动电路被设计成一种独特的电流吸入方式, 可利用功率三极管本身的放大作用完成启动, 这显著地降低了启动电阻的功率消耗 ; 而在输出功率较小时 IC 将自动降低工作频率, 从而实现了极低的待机功耗在功率管截止时, 内部电路将功率管基极反向偏置, 直接利用了双极性晶体管的 CB 高耐压特性, 大幅提高功率管的耐电压能力直到 700V 的高压, 这保证了功率管的安全 IC 内部还提供了完善的防过载防饱和功能, 可实时防范过载变压器饱和输出短路等异常状况, 提高了电源的可靠性 IC 内部还集成了一个.5V 的电压基准, 为时钟电路提供精确的供电电压, 而时钟频率则可由外部定时电容进行设定. 应用领域 DVD 传真机 LCD 显示器 LED 电源机顶盒打印机手机充电器适配器 4 / 14

5 4. 引脚 4.1. 引脚定义 1 VCC 8 VR FB EG101 OB OE IS 5 图 4-1. EG101 管脚定义 4.. 引脚描述引脚序号引脚名称 I/O 描述 1 I 振荡器电容输入端 VR O.5V 基准输出端 FB I 反馈输入端 4 接地端 5 IS I 功率管电流输入端 6 OE O 功率管发射极驱动输出端, 和启动电流输入端 7 OB O 功率管基极驱动输出端, 和启动电流控制端 8 VCC POWER 电源端 5 / 14

6 5. 结构框图 VR 100uA.5V 基准 OUT-EN OSC-EN START-UP 电源管理 8 VCC 振荡器 OSC1 OSC 启动电流热保护斜坡补偿 7 OB FB 600uA 5K 1.8V 9.8V R R S 斜坡电流驱动 Q Q 6 OE 4 5K 上限电流触发器 -R S 0.6V 5Ω 5 IS 图 5-1. EG101 结构框图 6 / 14

7 6. 典型应用电路 FL1 D1 D D D4 C1 uf/450v R1.M/0.5W R C5 75K/0.5W /1KV D5 D6 C4 47uF/50V T1 D7 C8 470uF/50V L1 10uH R9 4.7K C7 LED1 470uF/50V +1V CX1 Q1 100 L F1 A/50V N C 680pF VCC OB OE IC1 EG101 1 VR FB C 10/50V IS 4 5 R 0.75 IC PC817 R5 470 R4.K R7 100K C6 104/50V R8 9K 1% IC CY /400V,Y1 TL41 R6 10K 1% 图 5-1. EG101 典型电源应用原理图 T1 FL1 D1 D D D4 C1 uf/450v R1.M/0.5W R C5 75K/0.5W /1KV D5 D6 C4 47uF/50V D7 C8 470uF/50V R7 0.1ohm/1W L N VCC OB OE IC1 EG101 1 VR FB V 铅酸电池 CX1 Q1 100 IC PC817 R8 100K 1% F1 A/50V C 680pF C 10/50V IS 4 5 R 680pF R4.K R5 470 C4 pf 6 IC EG C6 pf V R6 8.8K 1% CY R9 500 /400V 图 5-. EG101 典型充电器应用原理图 7 / 14

8 L N C 10/50V DB1 R4.9K 1K C1 uf/450v IC1 1 C VR 680pF FB EG101 VCC 8 OB 7 OE 6 IS 4 5 R C5 R1 75K/0.5W /1KV.M D6 C4 47uF/50V R.9 D5 Q T1 D7 C8 100uF/5V +1V LED1 图 5-. EG101 典型 *1W 小功率 LED 应用原理图 T1 L N RF1 0 DB1 C1 R1 uf/450v.m/0.5w R C5 75K/0.5W /1KV D5 D6 C4 47uF/50V D7 C8 470uF/50V R9 0.6Ω/0.1W +11V Q1 100 IC PC817 R8 8K 1% C 680pF VCC OB OE IC1 EG101 1 VR FB C 10/50V IS 4 5 R 680pF R4.K R5 470 C6 pf C7 pf 6 1 EG IC 1.10V R6 10K 1% R7 500 图 5-. EG101 典型 7*1W 以上大功率 LED 应用原理图 8 / 14

9 7. 电气特性 7.1 极限参数无另外说明, 在 TA=5 条件下参数名称测试条件最小最大单位电源输入端 Vcc 引脚相对的电压 V 引脚输入电压输入引脚相对的电压 -0. Vcc+0. V 输出电流 ma 吸入电流 ma 峰值开关电流 ma 总耗散功率 mw 环境温度储存温度焊接温度 T=10S - 00 注 : 超出所列的极限参数可能导致芯片内部永久性损坏, 在极限的条件长时间运行会影响芯片的可靠性 7. 典型参数无另外说明, 在 TA=5 参数名称测试条件最小典型最大单位电源部分工作电源 Vcc 端输入电压 V 启动接受电流 ma 启动静态电流 ua 静态工作电流 ma 启动电压 V 振荡器关闭电压 V 再启动电压 V 过压限制门限 V 参考部分参考电压输出 Io=1.0mA V 电源调整率 Vcc=5.5~9V - 0 mv 9 / 14

10 负载调整率 Io=1.0~mA - 5 % 温度稳定性 mv/ 输出噪声电压 F=10Hz~10KHz uv 长期稳定性 T=85 条件下工作 1000h mv 输出短路电流 ma 振荡器部分振荡器频率 Ct=680pF KHz 频率随电压变化率 Vcc=5.5~9V % 频率随温度变化率 Ta=0~85-1 % 振荡器振幅 (Vp-p) V 振荡器下降沿 Ct=680pF ns 反馈部分上拉电阻 ma 下拉电阻 KΩ 电源抑制比 Vcc=5.5V~9V db 电流取样部分电流取样门限 V 防上限电流 Is=0.8V ma 电源抑制比 db 传输延时 ns 上拉电流 ua 脉宽调制部分最大占空比 % 最小占空比输出部分高电压 IB=0mA V 低电压 IB=0mA V 输出电压上升时间 CL=1000pF ns 输出电压下降时间 CL=1000pF ns 输出限流电流 Rs=0.75Ω ma OE 钳位电压 OE=0.001~1.A V 10 / 14

11 8. 应用设计 8.1 定时电容与开关频率的关系由内部电流源对电容进行 100uA 恒流充电形成时钟的上升沿, 在充电电压至 1.6V 时, 内部电路将以 1.9mA 的下拉电流对放电, 形成时钟的下降沿, 完成一个时钟周期, 一个时钟周期约为 : T=*4000(S), F=1/T(Hz) 尽管双极型电路也能工作在较高的频率下, 但对于功率开关而言, 仍需考虑存储时间对开关损耗的影响相对 100 等三极管来说, 通常比较合适的开关频率在 70KHz 以下在一般的应用场合可将 THX01 的电容按 680pF 配置, 此时对应的工作频率约为 61KHz 左右 8. FB 反馈与控制在正常工作状态,FB 的电压将决定最大开关电流的值, 此电压越高开关电流越大 ( 仅受限于峰值电流限制 ) FB 引脚内部上拉 600uA 电流源, 下拉电阻约 0KΩ( 近似等效值 ) 此外在 FB 电压低于 1.8V 时, 将使振荡周期加大, 开关频率下降, 低于 1.8V 越多, 开关频率降越低外接 FB 电容将对反馈带宽产生影响, 进而影响某些外部参数, 比如瞬态特性 EG01 FB Ifb 600uA OPT CFB Rfb1 5K 1.8V 4 Rfb 5K Isense 对于 CFB 电容的值, 可在 10~104 之间根据反馈回路的频率特性进行选取 8. 电流取样电阻 Rs THX01 可使用外部 RS 电阻进行峰值开关电流设定典型的最大开关电流约为 : Ic_peak=0.6/RS (A) Rs 电阻决定了可利用的最大开关电流, 因此应根据输出功率的要求合理选用 Rs 电阻 Rs 电阻阻值太大则输出功率不足, 阻值太小则开关管应力增加, 变压器不易选择, 同时安全性下降对于一个给定的输出功率, 可按下式进行选择 ( 忽略变压器效率 ): Rs=(0.*Vdc_min*Dmax)/Po (Ω) 这里,Vdc_min 为最小直流输入电压,Dmax 为最大占空比,Po 为额定输出功率例如 : 11 / 14

12 Vdc_min=100V Po=5V/A=10W Dmax=0.45 则 : Rs=0.*100*0.45/10=1.5Ω 选取一个略小于此值的电阻, 比如 :1.Ω 8.4 过温度保护 IC 内部集成了精确的过温度保护功能在芯片内部温度达到 15 时, 热保护电路动作, 将时钟信号下拉, 使开关频率降低, 降低功耗开关频率随温度的升高而降低, 直至振荡器关闭如下图所示, 15ºC 15ºC 15ºC TEMP. 4.4V VCC 8.5 功率管驱动特性与高耐压偏置技术功率管采用斜坡电流驱动, 驱动电流随输出功率增加而增加, 在 FB=0 时,OB 电流约为 40mA, 在 FB=0.6V 时,OB 电流约为 10mA, 此特性有效地利用了 OB 的输出电流, 降低了 EG01 的功耗 IC 内部集成了独特的偏置技术, 在功率管关断时,OB 输出立即下拉到地, 同时偏置 OE 输出到约 1.5V, 反向偏置发射结, 加速 Ic 电流的下降速度, 扩展了有效的安全工作区, 开关管承受反向的 CB 电压, 使的开关管达到 700V 的电压承受能力关于更详细的开关管耐压特性请参考相关的技术数据偏置波形如下图所示 : OB OE 0.5V 1.5V 1 / 14

13 8.6 过压与欠压保护 IC 具有带迟滞的欠电压保护功能在 VCC 电压达到 8.8V 时 IC 开始启动, 这个初始的启动电压有驱动电阻提供, 输入的高电压通过驱动电阻注入开关管的基极, 放大的 Ic 电流在 IC 内部经过限制电路对 VCC 电容充电, 从而形成驱动电压在 IC 正常工作时应保持 VCC 电压在 4.8V~9V 之间 ( 包括满负载输出的情况 ), 若 VCC 电压下降到 4.4V 则振荡器将进入关闭状态,VCC 进一步降低到.8V 时,IC 即开始重新启动如下图所示 : VCC 4.8-9V 4.4V.8V VR IC 内部 VCC 具有一个上限电压比较器控制, 若 VCC 试图大于 9.8V, 则比较器动作,FB 将被下拉, 锁定 VCC 至 9.8V, 达到过电压的限制功能利用此功能可以方便地实现前端的电压反馈功能, 也可避免输出开环时的输出电压大幅度升高现象, 保障负载的安全因为此特性的存在,VCC 的设计应保持在合适的范围, 避免在大输出负载时 VCC 的上升过高,IC 过压限制动作导致的输出电压下降现象 8.7 最大开关电流限制 IC 具有逐周期电流限制功能每个开关周期均对开关电流进行检测, 达到 FB 设定的电流或防上限电流时即进入关周期, 电流的检测具有实时前沿消隐功能, 屏蔽开关尖峰, 避免开关电流的错误检测合理的温度补偿则消除了温度的影响, 相对常规的 MOSFET( 温度变化时的 Ron 变化很大 ) 开关芯片, 开关电流在一个较宽的范围都可以非常精准, 这样将允许设计者在设计方案时不必留有太大的余量即可满足较大的工作温度范围, 提高电路的使用安全性对于 EG101, 其典型的最大开关电流限制值由电流取样电阻设定, 大小为 Ice_limit=0.6/Rs (A) 在一个设计在 90V 反射电压的反激式电源中, 使用一个 0.75Ω 的电阻即可容易地实现大于 15W 的输出功率 1 / 14

14 9. 封装尺寸 9.1 DIP8 封装尺寸 9. SOP8 封装尺寸 14 / 14

典型应用图 b1 b2 b3 b4 XN1203 a1 a2 a3 a V1A 反激式开关电源引脚定义与器件标识 DIP-8 D = DIP8 Y: Year Code (0-9) WW: Week Code (1-52) X: 地域代码 P: P = Pb-

典型应用图 b1 b2 b3 b4 XN1203 a1 a2 a3 a V1A 反激式开关电源引脚定义与器件标识 DIP-8 D = DIP8 Y: Year Code (0-9) WW: Week Code (1-52) X: 地域代码 P: P = Pb- XN1203 高性能电流模式 PWM 开关电源控制器 XN1203 概述 XN1203 是一款高性能电流模式 PWM 控制器, 专为高性价比 AC/DC 转换器系统设计在 AC85V-265V 的宽电压范围内提供高达 12W 的连续输出功率, 峰值输出功率更可高达 18W 优化的合理的电路设计结合高性能价格比的 Bipolar 集成电路工艺, 最大程度上节约了产品的整体成本 XN1203 可工作在典型的反激拓扑电源中,