MCU产品规格书

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1 内置高压 MOS 管的原边控制开关电源 描述 SDH8593S 是内置高压 MOS 管功率开关的原边控制开关电源 (PSR), 采用 PFM 调制技术, 提供精确的恒压 / 恒流 (CV/CC) 控制环路, 具有非常高的稳定性和平均效率 并且集成高压启动, 可以省去外围的启动电阻 采用 SDH8593S 设计系统, 无需光耦, 可省去次级反馈控制 环路补偿, 精简电路 降低系统成本 SDH8593S 适用 8~1W 输出功率, 内置线损补偿功能和峰值电流补偿功能 SOP 主要特点 内置高压 MOS 管功率开关 内置高压启动 MOS 原边控制模式 低启动电流 前沿消隐 逐周期限流 PFM 调制 降峰值模式 过压保护 过温保护 输出短路保护 环路开路保护 欠压锁定 最大导通时间保护 线损电压补偿 峰值电流补偿 应用 充电器 适配器 待机电源 产品规格分类 产品名称 线损补偿 封装类型 打印名称 材料 包装 SDH8593S 6% SOP SDH8593S 无卤 料管 SDH8593STR 6% SOP SDH8593S 无卤 编带 杭州股份有限公司版本号 :. http: // 共 9 页第 1 页

2 内部框图 VCC 欠压锁定 基准电压 偏置电流 VCC 过压保护 VCC 高压启动恒流源 * 输出短路保护 * 过压保护 R Q VCC 重启 S 1mV - + 开启控制 恒流控制 4V 线损补偿 - + 误差放大 恒压控制 过温保护 驱动 振荡器 R 3 CDC 负载检测 - + S Q 高低压补偿 前沿消隐 GND 7 ISEN 4 注 :* 号的功能, 部分版本拥有 管脚排列图 VCC 1 7 GND CDC ISEN 3 4 SDH8593S 6 5 管脚说明 管脚号 管脚名称 I/O 功 能 描 述 1 VCC P 供电电源 ; I 反馈电压输入端 ; 3 CDC I 输出线损补偿端 ; 4 ISEN I 峰值电流采样端 ; 5 6 O 高压 MOS 管漏端 7 GND G 地 ; 杭州股份有限公司版本号 :. http: // 共 9 页第 页

3 极限参数 ( 除非特殊说明,Tamb=5 C) 参 数 符号 参 数 范 围 单位 供电电压 V CC -.3~7 V 内部电源电压 V REF5.5V -.3~6 V 输入电压 V -3~3 V 其他输入电压 V IN -.3~ 6 V 输入电流 I IN -1~1 ma 工作结温 T J +15 C 工作温度范围 T amb -~ +85 C 贮存温度范围 T STG -4~+15 C ESD( 人体模式 ) ESD 5 V 漏源击穿电压 BV DSS 6 V 栅源电压 V GS ±3 V 漏极电流 I D.5 A 漏极脉冲电流 I DM 1 A 耗散功率 P D 5 W 单脉冲雪崩能量 E AS 135 mj 电气参数 ( 除非特殊说明,V CC =18V,T amb =5 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 V CC=V,V HV=1V; µa 关断漏电流 I HVS V CC=18V,V HV=7V; µa 供电电源部分启动电压 V ST V 关断电压 V SP V 静态工作电流 I DD ma VCC 过压保护电压 V CCOVP V VCC 钳位电压 V VCC_CLP I VCC =1mA V 反馈部分恒压阈值 V CV V 过压保护电压 V OVP V 恒压关断时间限制 T OFFmax ms T OFFmin µs 输出短路保护电压 V BLANK V CS 采样部分前沿消隐时间 T LEB..3.4 µs 过流检测控制延时 T OC ns 杭州股份有限公司版本号 :. http: // 共 9 页第 3 页

4 参 数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 最大电流检测阈值 V PK_MAX mv 空载时电流检测阈值 V PK_MIN mv GATE 端高钳位电压 V CLAMP V 最大驱动电流 I DRIVERMAX ma 过温保护部分过温保护 T OTP C 过温保护迟滞 T OTP_hys C 典型特性曲线 启动电流和温度关系 启动电压和温度关系 启动电流 (ua) 3 1 启动电压 (V) 启动电压 (V) 关端电压和温度关系 过压保护电压 (V) 过压保护和温度关系 杭州股份有限公司版本号 :. http: // 共 9 页第 4 页

5 恒压阈值电压 (V) 恒压阈值和温度关系 功能描述 SDH8593S 是离线式开关电源集成电路, 内部集成高压启动 MOS 管, 内置线损补偿和峰值电流补偿的高端开关电源控制器 通过检测变压器原级线圈的峰值电流和辅助线圈的反馈电压, 控制系统的输出电压和电流, 达到输出恒压或者恒流的目的 完整的工作周期分为峰值电流检测和反馈电压检测 : 当 MOS 管导通, 通过采样电阻检测原级线圈的电流, 此时 端电压为负, 输出电容对负载供电, 输出电压 V O 下降 ; 当原级线圈的电流到达峰值时,MOS 管关断, 端电压检测开始 存储在次级线圈的能量对输出电容充电, 输出电压 V O 上升, 并对负载供电 当同时满足恒压 恒流环路控制的开启条件后,MOS 管才开启 随之, 芯片再次进入峰值电流检测 1. 高压启动 SDH8593S 内置高压启动模块 启动时,AC 输入电压从 端的内置高压启动恒流源, 对 VCC 端外置电容进行充电, 充电电流为 85uA 当 VCC 升高到 18V 后, 高压启动恒流源关断, 即 端口对 VCC 端停止充电, 转由辅助绕组对 VCC 端进行供电 ; 如果 VCC 电压降低欠压保护点 8.5V, 高压启动恒流源将重新打开, 端再次对 VCC 端口进行充电, 最后使 VCC 端电压升到 18V 以上, 电路启动重新开始工作. 峰值电流检测当驱动为高电平,MOS 管导通, 通过采样电阻检测呈线性增大的原级线圈的电流, 当达到设定的电流限制值即峰值电流,MOS 管关断 在 MOS 管导通时会产生一个瞬间的毛刺, 如果该毛刺的幅度超过峰值电流阈值 V PK, 即会导致驱动关断 因此设置前沿消隐时间 T LEB =.4µs, 消除由该毛刺带来的可能的误触发 根据不同的负载状态对应不同的峰值电流阈值 峰值最大为.5V, 最小为.16V.6 I SEN.5 V DRIVE t 峰值电压 (V) V CV T OFF1 sample t 输出功率 (%) T ON T OFF T OFF T ON T OFF t 杭州股份有限公司版本号 :. http: // 共 9 页第 5 页

6 3. 反馈电压检测当 MOS 管关断, 反馈电压为正, 在 为正的 /3 时间点进行采样, 采样得到的电压经过与恒压阈值 V CV 的比较 放大 保持, 产生恒压环路的关断时间 T OFF, 从而实现输出的恒压 同时电路对 为正 为负或衰减振荡的时间进行计算, 为正的时间为 T OFF1 表示变压器的次级线圈有电流, 为负的时间为 T ON 衰减振荡的时间为 T OFF, 在这两个时间内变压器的次级线圈没有电流 该开关电源的占空比 : D 输出电流即变压器次级线圈的平均电流 : T + T T T = OFF1 OFF1 S = TOFF1 OFF + T ; ON I T T SP OFF1 I OUT = = I SP 为次级线圈的峰值电流,I PK 为原级线圈的峰值电流,n 为原次级线圈的匝比 因此, 在峰值电流恒定的条件下, 当 D S =D Smax =.5( 该占空比由电路内部设定 ), 电路进入恒流环路控制模式, 实现输出电流的恒定 4. 峰值电流补偿由关断延迟时间导致实际检测到的峰值电流值, 随着输入交流电压的增大而增大, 而峰值电流值直接反映输出电流, 因此造成输出电流随输入交流电压的线性调整率会比较差 SDH8593S 利用反馈电压 管脚的负电平来检测交流输入电压, 根据检测到的负电压产生一个恒流源, 叠加到峰值电流检测 ISEN 端, 使不同输入电压下的峰值电流基本保持不变, 改善输出电流的调整率 5. 线损补偿在实际的应用设计中, 输出电压在电缆线上会有不同程度的压降 V CAB 在不同的电流情况下, 输出端的整流二极管压降 V D 也会发生改变, 需要综合考虑 芯片通过提高 端的恒压阈值实现线损补偿 提高的阈值正比于功率管的关断时间, 而功率管的关断时间与输出负载电流成反比, 故此补偿和输出负载电流成反比 当负载从满载切换到空载时, 端口的阈值电压逐渐增大, 所以输出的线端电压基本不变, 达到恒压的目的 6. VCC 锁定 SDH8593S 在异常状态发生时,VCC 电压下降到 8.5V 后, 并不直接重新开始充电 而且一直等 VCC 以小电流放电到 6V 后才开始重启, 此处小电流为 65uA, 这就延长了重启时间, 降低了异常状态下的芯片功耗 7. 各种保护措施芯片内部集成多个保护功能, 包括限流保护 VCC 过压保护 VCC 欠压保护 过压保护, 输出短路保护 过温保护等功能, 全部都是芯片自动恢复, 即检测到异常状态后, 芯片关断输出,VCC 电压开始下降到欠压点, 关断内部全部模块, 再进入锁定状态, 一直降低到 6V 以后, 重复一个芯片启动的过程 当 VCC 过压时, 会损坏芯片内部器件 芯片内置 VCC 过压保护, 当 VCC 电压高于 7.5V 时, 电路进入 VCC 过压保护, 驱动关断 过压保护为 : 检测每个周期的 端电压值, 当 管脚电压超过过压保护电压 5.5V 时, 内部计数器开始计数, 上述异常状态持续数个开关周期后, 驱动关断 输出短路保护 : 为了正常启动, 在开始启动的 16ms 内, 屏蔽此功能 当延时时间过后, 检测 端电压, 当其连续 14 个开关周期都小于 V, 驱动关断 nd S I PK ; 杭州股份有限公司版本号 :. http: // 共 9 页第 6 页

7 当电路处于过温保护状态, 输出关断以防止电路由于过热而导致损坏 过温保护的温度点为 155 C, 过温保护的恢 复具有迟滞特性以避免过温保护与正常工作状态的反复来回变化 迟滞区间为 35 C, 即要等电路温度下降到 1 C, 电 路才能正常工作 8. PFM 调制频率的设定 PFM 调制频率范围由导通时间 T ON 和恒压环路控制关断时间 T OFF 所决定 因此当关断时间最长 T OFFmax 时, 系统处 于最小限制频率状态, 工作频率最低 ; 当关断时间最短 T OFFmin 时, 系统处于最高频工作状态, 工作频率达到最高 1 根据恒压模式时 : PO = VO IO = LmIPK fs η Lm 为变压器原边电感量,I PK 为原边峰值电流,f S 为工作频率,η 为工作效率 则有 : V = L I I O O fs m PK η 应用电路图 Vin V OUT R F R F1 4 6 VCC 3 Control IC MOS 7 CDC 5 1 GND ISEN R SEN 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 杭州股份有限公司版本号 :. http: // 共 9 页第 7 页

8 封装外形图 SOP 单位 :mm.33~.51.17~.6 1.3~ ±..4~ ±. 1.7BSC.1~.5 1.8MAX 4.9±. 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! 杭州股份有限公司版本号 :. http: // 共 9 页第 8 页

9 产品名称 : SDH8593S 文档类型 : 说明书 版权 : 杭州股份有限公司公司主页 : http: // 版本 :. 作者 : 洪益文修改记录 : 1. 修改电气参数版本 :.1 作者 : 洪益文修改记录 : 1. 初稿 杭州股份有限公司版本号 :. http: // 共 9 页第 9 页