MCU产品规格书

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1 内置高压 MOSFET 及高压启动恒流源的 PWM+PFM 控制器系列 描述 SDH6963 是用于开关电源的内置高压 MOSFET 及高压启动恒流源的的电流模式 PWM+PFM 控制器系列产品, 满足能源之星 6 级标准 SDH6963 内置高压启动恒流源, 低待机功耗 <30mW, 启动电流低, 有多种工作模式 在轻载情况下, 工作在 PFM 模式, 可以提高转换效率 在待机模式下, 电路进入打嗝模式, 从而有效地降低电路的待机功耗 SDH6963 可以通过外部 ADJ 端电阻调节极限输出功率 内置峰值电流补偿电路, 可以使不同交流电压输入时极限输出功率一致 内置软启动功能可以减小在上电过程中变压器的应力, 防止变压器饱和 电路内部集成了各种异常状态保护功能 包括欠压锁定, 过压保护, 过载保护, 原线圈过流保护和温度保护功能 在电路发生保护以后, 电路可以不断自动重启, 直到系统正常为止 主要特点 能源之星 6 级标准 高压启动恒流源 低待机功耗 <30mW 多种工作模式 轻载下的 PFM 模式提高效率 过压 原线圈过流 过载 过温保护 抖动的开关频率可以降低 EMI 极限输出功率调节 欠压锁定 内部集成高压 MOSFET 自动重启 峰值电流补偿电路 软启动功能 打嗝模式 逐周期限流 应用 开关电源 产品规格分类 产品名称 封装类型 打印名称 材料 包装 SDH6963 DIP SDH6963 无铅 料管 SDH6963 DIP SDH6963 无卤 料管 典型输出功率能力 产品 190~265V 85~265V 适配器开放式适配器开放式 SDH W 19W 12W 15W hp: // 共 11 页第 1 页

2 内部框图 3 VCC 30V 24.5V ADJ 极限输出 2 功率调节 + _ VCC OVP V 8.7V 内部偏置 降频模式 POR FB OSC 内部 OTP OTP S R Q Q _ 驱动 高压启动恒流源 6 Drain 7 8 S Q 4 0.3mA FB 2R 1R 4.3V - + OLP 延时 打嗝模式 重启 POR R OLP _ + + _ 软启动 OC 补偿 斜率补偿 LEB Rcs 5 NC 1 GND 极限参数 ( 除非特殊说明, T amb =25 C) 参数符号参数范围单位 漏栅电压 (R GS=1MΩ) V DGR 650 V 栅源 ( 地 ) 电压 V GS ±30 V 注漏端电流脉冲 I DM 10 A 漏端连续电流 (T amb=25 C) I D 2.5 A 注 2 信号脉冲雪崩能量 E AS 140 mj 供电电压 V CC,MAX 28 V 反馈输入端电压 V FB -0.3~7 V 极限输出功率调节端电压 V ADJ -0.3~2 V 环境热阻 θ ja 77 C/W 表面热阻 θ jc 20 C/W 工作结温 T J +150 C 工作温度范围 T amb -25~+85 C 贮存温度范围 T STG -55~+150 C 注 :1. 脉冲宽度由最大结温决定 ; 2. L=51mH, T J=25 C( 起始 ) hp: // 共 11 页第 2 页

3 电气参数 ( 感应 MOSFET 部分, 除非特殊说明, T amb =25 C) 参 数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 漏源击穿电压 BV DSS V GS=0V,I D=50µA V 零栅压漏端电流静态漏源导通电阻 I DSS R DS(ON) V DS=650V,V GS=0V µa V DS=480V,V GS=0V T amb=125 C µa V GS=10V,I D=0.5A Ω V GS=10V,I D=1.25A 输入电容 C ISS V GS=0V,V DS=25V,f=1MHz pf 输出电容 C OSS V GS=0V,V DS=25V,f=1MHz pf 反向传输电容 C RSS V GS=0V,V DS=25V,f=1MHz pf 导通延迟时间 T D(ON) V DD=0.5BV DSS,I D=25mA ns 上升时间 T R V DD=0.5BV DSS,I D=25mA ns 关断延迟时间 T D(OFF) V DD=0.5BV DSS,I D=25mA ns 下降时间 T F V DD=0.5BV DSS,I D=25mA ns 电气参数 ( 除非特殊说明,V CC =12V,T amb =25 C) 参 数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 高压启动充电电流 I HVC HV=100V ma 关断漏电流 I HVS VCC=18V µa 欠压部分上电启动电压 V START V 关断电压 V STOP V 振荡部分振荡频率最大值 f OSCMAX V FB=3V KHz 振荡频率最小值 f OSCMIN V BURL<V FB<V BURH KHz 振荡频率随温度的变化率 C T amb +85 C -- ±5 ±10 % 最大占空比 D MAX % 反馈部分反馈源电流最大值 I FBMAX V FB=0V,R ADJ= ma 反馈关断电压 ( 过载保护 ) V FB_OL V 反馈关断延迟时间 T D_OL ms 关断延迟电流 I DELAY V FB=5V µa 极限输出功率调节部分反馈源电流 1 I FB1 V FB=0V,R ADJ=200KΩ ma 极限输出功率调节的最小电阻 R ADJ V FB=0V, 反馈源电流开始减小 KΩ 打嗝模式控制打嗝模式高电平 V BURH R ADJ= V 打嗝模式低电平 V BURL R ADJ= V hp: // 共 11 页第 3 页

4 参数符号测试条件最小值典型值最大值单位 保护部分 VCC 过压保护 V CCOVP V CC 电压 V 过温保护 T OTP C 前沿消隐时间 T LEB ns 总待机电流部分启动电流 I START V CC 从 0V 上升至 12V µa 静态电流 I STATIC V FB=0V ma 工作电流 I OP V FB=3V ma 管脚排列图 GND 1 8 Drain ADJ VCC 2 3 SDH Drain Drain FB 4 5 NC 管脚说明 管脚号 管脚名称 I/O 功 能 描 述 1 GND I 地 2 ADJ I 极限输出功率调节端 3 VCC I 正电源输入端 4 FB I/O 反馈输入端 5 NC I 悬空脚 Drain O 功率 MOSFET 开关漏端 功能描述 SDH6963 是用于离线式开关电源集成电路 电路含有高压功率 MOSFET, 优化的栅驱动电路以及电流模式 PWM+PFM 控制器 控制器内置高压启动恒流源, 包含有振荡频率发生器及各个保护功能 有多种工作模式 在轻载情况下, 工作在 PFM 模式, 可以提高转换效率 在待机模式下, 电路进入打嗝模式, 从而有效地降低电路的待机功耗, 待机功耗 <30mW 通过 ADJ 调节端电阻可以调节极限输出功率 保护功能包括 : 欠压锁定, 过压保护, 过载保护, 原线圈过流保护和温度保护功能 电路的前沿消隐功能, 保证 MOSFET 的开通有最短的时间, 消除了由于干扰引起的 MOSFET 的误关断 使用 SDH6963 可减少外围元件, 增加效率和系统的可靠性, 可用于正激变换器和反激式变换器 1. 欠压锁定和带高压启动的自启动电路开始时, 电路由内置高压启动恒流源对 VCC 脚的电容充电, 充电电流为 0.75mA 当 VCC 电压充到 16V, 电路开始工作 电路正常工作以后, 内置高压启动恒流源断开, 此时供电由辅助绕组提供 如果电路发生保护, 输出关断,FB 源电流也关断,VCC 电压开始降低, 当 VCC 电压低于 8.7V, 控制电路整体关断, 电路消耗的电流变小, 内置高压启动恒流源重新启动又开始对 VCC 脚的电容充电, 同时为减少保护状态下电路重启的次数, 减小保护状态的功耗, 控制电 hp: // 共 11 页第 4 页

5 路此时增加一部分电流使 VCC 电压继续降低, 直到 VCC 电压低于 5V, 再关断控制电路增加的电流, 电路重新启动过 程 VCC VSTART VSTOP 5V 0 ICC 0 高压恒流源供电辅助绕组供电高压恒流源供电 辅助绕组供电 GATE 开关非开关开关 2. 多种工作模式提高效率 SDH6963 是有多种控制模式的控制器 在不同工作情况下, 通过检测 FB 管脚的下拉电流 I FB 来改变工作模式提高效率 在一般负载情况下 (I FB < I 1 ), 系统工作在 PMW 模式, 频率范围为 65KHz 在轻载情况下(I 1 <I FB < I 2 ), 系统工作在 PFM 模式, 频率 f 从典型值 65KHz 开始降低, 一直到典型电流 I 2 以上时降低至典型值 22KHz 变化关系如下左图所示 通过检测 FB 管脚输出下拉电流 I FB 来改变峰值电流 I PK 的变化率 变化关系如下右图所示 f (KHz) IPK(A) PFM mode Burs mode PWM mode PWM mode Burs mode 0 IFB (ma) IFB (ma) I1 I I1 I 极限输出功率调节本电路可以通过极限输出功率调节端的对地电阻 R ADJ 调节 FB 反馈源电流大小, 进而改变极限输出功率 当 R ADJ =0 时, 设定的极限输出功率最大 ; 当 R ADJ 超过典型值 90KΩ 时, 极限输出功率开始减小 通过调节电阻 R ADJ 可以选择合适的极限输出功率 hp: // 共 11 页第 5 页

6 IADJ 2 ADJ RADJ CADJ IFB 4 FB 4. 峰值电流补偿 在不同交流电压输入时极限输出功率变化很大, 本电路采用专利技术的曲线峰值电流补偿方式, 可以有效提高低输 入电压时的极限输出功率, 保证不同交流电压输入时极限输出功率一致性 5. 打嗝模式该方式可以有效地降低待机功耗 当 FB 电压 >0.5V 时, 正常工作 ; 当 0.35V<FB 电压 <0.5V 时有两种情况, 一种情况是,FB 电压由低到高, 此时与低于 0.35V 情况一样, 开关不动作 另一种情况是,FB 电压由高到低, 为减小开关损耗, 避免开关导通时间过短, 此时调高电流比较器的比较点, 增加导通时间 打嗝模式下, 开关频率降低至 22KHz 在打嗝模式下, 开关调节情况如下 : 轻载时,FB 电压在约 0.5V 以下 当 FB 电压由高到低变化时, 由于电流比较器的比较点较高, 输出功率较大, 输出电压升高 ( 升高的快慢取决于负载的大小 ), 使得 FB 下降, 直至 FB 电压低于 0.35V; 当 FB 电压 <0.35V, 开关不动作, 输出电平下降 ( 下降的快慢取决于负载的大小 ), 使得 FB 升高 当负载较轻时, 以上动作重复变化, 输出间断脉冲, 减少了开关次数, 实现了较低的功耗 0.5V 0.35V 输出电流 有输出 没有输出 有输出 没有输出 6. 前沿消隐在本电流控制环路中, 当开关导通瞬间会有脉冲峰值电流, 如果此时采样电流值, 会产生错误触发动作, 前沿消隐用于消除这种动作 在开关导通之后的一段时间内, 采用前沿消隐消除这种误动作 在电路有输出驱动以后,PWM 比较器的输出要经过一个前沿消隐时间才能去控制关断输出 hp: // 共 11 页第 6 页

7 MOSFET 驱动信号电感毛刺 MOSFET 上的电流 MOSFET 驱动信号 MOSFET 上的电流 电感毛刺 占空比较大时 LEB LEB 占空比较小时 LEB 7. 过压保护 当 VCC 电压超过过压保护点电压 24.5V 时, 表示负载上发生了过压, 此时关断输出 该状态一直保持, 直到电路发生上电重启 下图为 VCC 过压保护的波形示意图 VCC V CCOVP V START V STOP 5V GATE 开关 非开关 开关 8. 过载保护当电路发生过载, 会导致 FB 电压的升高, 当 FB 电压升高到反馈关断电压以上并且经过反馈关断延迟时间 T D_OL 后, 输出关断 该状态一直保持, 直到电路发生上电重启 下图为过载保护的波形示意图 VCC V START V STOP 5V FB T D_OL V FB_OL GATE 开关 非开关 开关 非开关 9. 逐周期峰值电流限制在每一个周期, 峰值电流值有比较器的比较点决定, 该电流值不会超过峰值电流限流值, 保证 MOSFET 上的电流不会超过额定电流值 当电流达到峰值电流以后, 输出功率就不能再变大, 从而限制了最大的输出功率 如果负载过重, 会导致输出电压变低, 反映到 FB 端, 导致 FB 升高, 发生过载保护 hp: // 共 11 页第 7 页

8 10. 原线圈过流保护如果次级二极管短路, 或变压器短路, 会引起该现象 此时, 不管前沿消隐时间, 一旦过流, 过 300ns 马上保护, 且对每一个周期都起作用 在电流感应电阻上的电压达到 1.7 伏时, 发生这个保护 当发生该保护时, 输出关断 11. 过温保护为了保护电路不会损坏, 防止电路过热, 电路会发生过温保护, 关断输出 该状态一直保持, 冷却后电路重新启动 典型应用电路图 (HV) Vin n1:1 Vo + n2: Drain Drain Drain NC SDH6963 GND ADJ VCC FB VFB RADJ CADJ IFB Vo Ccc CFB 注 : 以上线路及参数仅供参考, 实际的应用电路请在充分的实测基础上设定参数 hp: // 共 11 页第 8 页

9 封装外形图 DIP 单位 :mm ± ± degree MIN 4.36MAX 0.46 ± MIN 注意! 静电敏感器件操作 ESDS 产品应采取防护措施 MOS 电路操作注意事项 : 静电在很多地方都会产生, 采取下面的预防措施, 可以有效防止 MOS 电路由于受静电放电影响而引起的损坏 : 操作人员要通过防静电腕带接地 设备外壳必须接地 装配过程中使用的工具必须接地 必须采用导体包装或抗静电材料包装或运输 声明 : 士兰保留说明书的更改权, 恕不另行通知! 客户在下单前应获取最新版本资料, 并验证相关信息是否完整和最新 任何半导体产品特定条件下都有一定的失效或发生故障的可能, 买方有责任在使用 Silan 产品进行系统设计和整机制造时遵守安全标准并采取安全措施, 以避免潜在失败风险可能造成人身伤害或财产损失情况的发生! 产品提升永无止境, 我公司将竭诚为客户提供更优秀的产品! hp: // 共 11 页第 9 页

10 产品名称 : SDH6963 文档类型 : 说明书 版权 : 杭州士兰微电子股份有限公司公司主页 : hp: // 版 本 : 0.94 作 者 : 高阳 1. 修改功能描述 版 本 : 0.93 作 者 : 高阳 1. 修改部分描述语句 版 本 : 0.92 作 者 : 高阳 1. 修改功能描述 版 本 : 0.91 作 者 : 高阳 1. 修改电气参数 版 本 : 0.90 作 者 : 高阳 1. 修改管脚信息 版 本 : 0.8 作 者 : 高阳 1. 修改 T OTP 值 版 本 : 0.7 作 者 : 高阳 1. VCC STOP 电压由之前的 7.5~9.5V 变更为 8~9.5V 2. 上电启动电压从之前的 14.5~17V 变更为 14.5~17.5V 3. 修改极限参数 版 本 : 0.6 作 者 : 高阳 1. 修改电气参数 2. 修改管脚说明 版 本 : 0.5 作 者 : 高阳 1. 修改 MOSFET 参数 版 本 : 0.4 作 者 : 高阳 1. 修改待机功耗 版 本 : 0.3 作 者 : 高阳 1. 去掉 QR 功能 版 本 : 0.2 作 者 : 高阳 1. 修改电气参数 hp: // 共 11 页第 10 页

11 文档类型 : 说明书 版本 : 0.1 作者 : 高阳 1. 初稿 杭州士兰微电子股份有限公司版本号 :0.1 hp: // 共 11 页第 11 页