Microsoft Word - F9416 Datasheet（定制） .docx

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1 高精度恒流 / 恒压原边反馈控制电源管理 IC 产品描述 是一款高性能恒流 恒压的原边反馈控制器, 适用于各种低功耗 AC/DC 充电器和适配器应用场合 该控制器采用原边反馈控制机制, 无需光耦和 TL431 即可以实现高精度的电压输出 在恒流控制模式中, 可以通过改变与 CS 管脚连接的 Rcs 电阻阻值来调节输出电流大小 在恒压控制模式下, 使用了多种工作模式以得到高转换效率和小的音频异响 内置输出线损补偿, 并可以通过修改反馈电阻阻值调整补偿比例, 以达到适应各种不同输出导线线损要求, 可以有效的补偿输出电流在输出线上引起的线损压降 在恒流模式和重负载下 工作于 PFM, 而在轻载和中度负载下同时减小 Ipeak 和工作频率, 以优化转换效率, 避免音频异响 具有多重的保护功能, 包括输出开路 短路保护,VCC 过压保护, 过温保护等 主要特点! 完备的准谐振工作机制, 提高系统效率 ;! 超低待机功耗, 满足六级能效要求, 75mW;! 恒流 恒压精度高 ;! 内置高可靠性功率三极管 ;! 内置可调输出线损补偿电路 ;! 输出开路 短路保护 过温保护 VCC 电压钳位保护 ;! 采用 SOP7/DIP7 封装 ;

2 应用领域! 手机 MP3/MP4 PDA/IPAD 无绳电话以及其他移动便携式设备的适配器 ;! LED 驱动电源 ;PC TV 黑 / 白家电等设备使用的辅助电源 ;! 线性电源以及传统 RCC 开关电源的整体替代升级 ; 产品规格分类 产品名称封装形式打印标示材料包装形式 S D

3 内部功能图 VCC C 2 5,6 FB 3 0.1V UVLO OVP & OCKP PRO Regulator & Bias UVLO COMP PFM Tonsec Detector TONS NC 1 Vref EA Constant Voltage Control R S Q Pro CV CC PFM Driver 1 Line Compensation VREF1 VREF2 Peak Current Control & LEB Shutdown Pre_Shutdown E TONS Constant Current Control R Q CC_ctrl Audio noise Suppression S Ifb=CPC/R RC Filter CPC Cable Compensation 7 4 GND E 典型电路应用图 JQ1618

4 电气极限参数 (Tamb=25 C) 参数特性符号范围单位 工作电压 VCC(Supply Voltage) -0.3~20 V CS 脚输入电压 VCS-GND -0.3~7 V 反馈输入电压 VFB-GND -0.3~7 V 工作温度范围 TOPR -40 to +125 C 结温温度范围 TJ -40 to +150 C 存储温度范围 TSTG -60 to +150 C 管脚到外壳温度 T(Lead 1.6mm to Case)@10S 260 C 人体模式静电 ESD 2000 V 注 : 最大极限值是指在实际应用中超过该极限参数范围, 将极有可能对本产品芯片造成永久损 坏 以上应用极限值标示出本产品的芯片性能可承受的应力极限值, 但不建议本产品在次极限 条件或超出 推荐工作条件 下工作 长期或长时间处于最大额定工作条件下, 本产品的性能 及可靠性将得不到保障, 实际使用中不得超过极限参数范围 注 : 人体模型, 是指在 100PF 电容通过 1.5K 欧姆电阻放电的情况下测试

5 电气参数 ( 除非特别指定,T amb =25 C,V CC =9V) 参数 符号 测试条件 最小值典型值最大值单位 电源参数 VCC 启动电压 VCC-ON V VCC 欠压保护 VCC-OFF V VCC 启动电流 ISTART ua VCC 钳位电压 VCC_Clamp 5mA V VCC 过压保护 VCC_Down V 工作待机电流 IStandBy ma 电流采样参数 电流检测最大 VCS-th V 电流检测最小 VCS-th V 过流保护值 VCS-OCP V 前沿消隐时间 TLED ns 采样反馈参数 (FB) FB 基准电压 VFB-ref V 最大线损补偿 ICableMax ua 最低工作频率 Fmin Hz 保护功能参数 FB 过压保护 VFB-OVP V FB 短路保护 VFB-SCP V FB 开路保护 IFB-OPEN ua 温度过热保护 TSD C

6 功率三极管参数 集电极 - 基极击穿电压 VCBO V 最大峰值电流 IC(max) S D ma ma 工作功能说明 是一款恒压恒流的原边反馈控制的电源管理芯片, 系统可以工作于断续模式, 无需光耦和 TL431 即可以实现高精度的电压输出, 适用于充电器和适配器以及其它辅助类电源 同时该产品在恒流模式和重负载下, 可以工作于 PFM, 而在轻载和中度负载下同时减小 Ipeak 和工作频率, 以优化转换效率, 避免音频异响 1 启动原理在系统上电后, 芯片启动电流仅为 3uA, 使得系统能使用较大的启动电阻以减小启动电阻的损耗 系统上电后通过启动电阻对 VCC 的电容进行充电, 当 VCC 电压达到芯片的启动电压, 芯片内部控制电路开始工作 当输出电压开始上升, 当输出电压上升到足够高后, VCC 由辅助绕组通过二极管进行供电, 在芯片开始工作到辅助绕组开始供电期间, 芯片所需电流均由 VCC 电容直接提供,VCC 电压会下降 设计时需要考虑使用足够大的 VCC 的电容以免在辅助绕组开始供电以前,VCC 电压下降到芯片关断电压以下, 造成启动失败

7 2 输出恒流控制原理芯片内部采用逐周期检测电感峰值电流,CS 端连接到内部的峰值电流比较器输入端, 与内部基准电压进行比较, 从而控制功率管开关 可以改变连接 CS 到地的电流检测电阻 Rcs 的阻值大小来限定峰值电流并最终调节系统最大输出电流 芯片内置输入线电压补偿功能, 使得输出电流基本不随输入电压变化 恒流模式下, 电感峰值电流由下式决定 : I peak =0.5/ RCS 输出电流由下式决定 : Io=0.28*Ipeak*Np/Ns 其中,Np 时变压器原边绕组匝数,Ns 为变压器输出绕组匝数,Ipeak 为原边电感的峰值电流 3 输出恒压控制原理芯片通过采样辅助绕组平台电压, 经分压电阻分压后与内部基准比较形成闭以调整输出电压 Vo 2.5 ( RFBL RFBH ) NS Vo R N FBL aux 其中,R FBL 时 FB 下拉电阻,R FBH 是 FB 上拉电阻, Ns 和 Naux 分别是变压器原边绕组和辅助绕组的匝数 4 电感设计原理本芯片开关频率会随工作模式和负载情况而改变 对于一个工作于 DCM 的 Flyback 系统, 其最大工作频率由下式决定 :

8 F 2 PO _ MAX max 2 L P Ipk 其中 : P O_MAX 是系统最大输出功率 η 为系统转换效率 L P 为原边电感 Ipk 为原边电感的峰值电流在确定好系统的工作频率 F max 之后, 即可确定电感的计算公式为 : L P 2 PO _ MAX 2 Fmax Ipk 5 输出导线线损补偿原理为了得到好的负载调整率, 内置输出导线线损补偿功能 一路与负载电流成正比的电流 I_cable 从 FB 脚流进芯片内部, 在 FB 分压电阻上产生一个与负载电流成正比的偏置电压用于补偿输出电流在输出线上引起的线损压降 最大补偿比例由下式决定 : V Vout Icable_max ( RFBL RFBH ) 100% V FB _ REF 例如,RFBL=10KΩ,RFBH=24 KΩ, 补偿比例为 V 25 ua (10K 24 K) 100% 7% Vout 2.5

9 6 输出过压保护及短路保护原理 当 FB 检测到平台电压达到内部设定的开路保护阈值 3.6V 时, 系统进入开路保护 V OVP 3.6 ( RFBL RFBH ) NS R N FBL aux 其中,V OVP 是过压保护电压阈值 V SCP 1.5 ( RFBL RFBH ) NS R N FBL aux 当 FB 检测到平台电压持续低于内部设定的短路保护阈值 1.5V 时, 系统进入短路保护 其中,VSCP 是输出短路保护电压阈值 7 保护功能及原理 保护等 内置多种保护功能, 包括输出开路 / 短路保护,VCC 欠压 过压保护, 过温 8 保护功能及原理在设计 PCB 时, 需要遵循以下原则 : 第一 VCC 旁路电容应尽量靠近芯片 VCC 和 GND 引脚 接到 FB 的分压电阻必须靠近 FB 引脚, 且节点要远离变压器原边绕组的动点 第二 电流采样电阻的功率地线尽可能短, 且要和芯片的地线及其它小信号的地线分头接到母线电容的地端 第三 减小功率环路的面积, 如变压器主级 功率管 母线电容的环路面积, 以及变压器副边绕组 整流二极管 输出电容的环路面积, 可以减小 EMI 辐射 增加 C 引脚的铺铜面积可以提高芯片散热

10 管脚排列图 管脚描述说明 管脚号管脚名称 I/O 定义功能描述 1 NC I 空脚 2 VCC I 电源正管脚 3 FB I 反馈电压输入脚 4 CS O 电流检测管脚 / 内部功率三极管的发电极 E 5 6 C O 内部功率三极管的集射极 C 7 GND 电源负管脚, 接到地

11 封装外形尺寸图 SOP7 外形尺寸图 SOP-7

12 声明 : " 本公司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, 买方有责任在使用本公司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, 本公司将竭诚为客户提供更优秀的产品! 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 注意! 静电敏感器件操作 ESDS 产品应采取防护措施! 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