CR6841_V1.3

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1 主要特点 具有频率抖动的低成本低成本中等功率中等功率绿色节能 待机功耗 <0.3W 启动电流小于 20uA 低工作电流 ( 约 3.0mA) CRM &PFM& PWM 工作模式 800mA 栅极驱动能力 输出电压钳位 18.0V 内置软启动技术 内置前沿消隐 (LEB) 内置同步斜坡补偿增强环路稳定性 内置高低压过功率补偿技术 外置可编程过温保护功能 外置可编程工作频率功能 具有 OTP 和 VDD 过压保护自恢复功能 电流模式控制 轻载工作无音频噪音 内置 VDD 过压保护 (OVP) 欠压锁定 (UVLO) 周期电流限制 SCP OLP 等保护功能 所有 PIN 脚开路保护功能 频率抖动技术改善了 EMI 特性 3000V ESD SOP-8L/DIP-8L 绿色封装 完全兼容 OB2269 基本应用 AC/DC 电源适配器 开放式电源 电池充电器 ATX 待机电源 产品概述 是用于 90W 以内离线式开关电源管理芯片, 是具有优化的图腾柱驱动电路以及电流模, 其中 包含频率振荡发生器以及各种保护 由振荡电路产生的频率抖动, 可以改善 EMI 特性 为了获得良好的效率和待机功耗, 在重载或中等负载时, 工作在 PWM 模式 当负载逐渐减小时, 振荡器的工作频率逐渐降低工作于 PFM 模式, 最后稳定在 22KHz 左右 在空载和轻载时, 电路采用绿色的间歇振荡模式, 有效的降低了待机功耗 保护功能包括 : 欠压锁定 过压保护 过载保护 过温保护以及钳位等, 保护解除后均可自动恢复工作 采用 SOP-8L/DIP-8L 绿色封装 V1.3 1/12

2 管脚排列图 (SOP-8L DIP-8L) 引脚描述 Name Description GND 芯片地 FB 输出电压反馈管脚 ; 该管脚输出电流大小可以调整芯片的工作周期 短路保护 过载保护 VIN 芯片的启动管脚 ; 通过大阻值电阻连接到原边正极, 给芯片提供一个较小的启动电流, 同时芯片也检测该管脚流入电流大小作为高低压时输出功率限制补偿的条件 RI 调节 PWM 的最大工作频率, 通过调整该管脚与地之间的电阻实现 RT 调整该脚与地之间的负温度系数热敏电阻来设置系统的过温保护点 ; 接固定电阻可屏蔽 OTP 功能 SENSE 初级峰值电流检测脚, 检测每个周期该管脚上的电压峰值判断原边电流大小, 达到调节输出功率的目的 VDD 芯片的供电电源 GATE 图腾柱输出驱动外部功率管 典型应用 V1.3 2/12

3 结构框图 极限参数符号 参数 值 单位 V DD 工作电压 ( 包括 VIN 引脚 ) 33 V I OVP VDD 过电压时最大输入电流 10 ma V GATE GATE 引脚工作电压 20 V V FB V RT V SEN V RI FB RT SENSE RI 引脚工作电压 -0.3 to 7V V P D ESD T L SOP-8L 600 功率消耗 mw DIP-8L 1000 ESD 能力 - 人体模式 3000 V ESD 能力 - 机械模式 300 V 焊接温度 10 秒 SOP-8L 秒 DIP-8L 260 T STG 储存温度范围 -55 to V1.3 3/12

4 推荐工作环境 符号 参数 最小 ~ 最大 单位 V DD VDD 电源电压 11~23 V F OSC_MAX 最大工作频率 50~130 khz T OA 工作环境温度 -40~85 P O 最大输出功率 0~90 W 电气特性 (Ta=25 C ( 除了另作说明 ), V DD = 18V,RI=24KΩ) 符号 Supply Voltage (V DD Pin) 参数 测试条件 最小 值 典型 值 最大 I ST 启动电流 VDD= µa I SS 工作电流 V FB = V SENSE = 0V VDD=15 值 单位 ma V TH(ON) 开启电压 V V TH(OFF) 关断电压 V VDD OPV_ON VDD OVP-OFF VDD OVP-Hys VDD 过压保护开 启电压 VDD 过压保护关 断电压 VDD 过压保护迟 滞区间 V V 2 V VDD _CLAMP VDD 钳位电压 I VDD =5mA 33 V T SOFTSRART 系统延时时间 3 ms Voltage Feedback (FB Pin) A VCS PWM 输入增益 V FB / V SENSE 2.8 V/V I FB Short Circuit Current V FB =0V 1.2 ma V FB Open Loop Voltage V FB =Open 5.9 V V FB_MIN_DUTY 频率关断电压 1.0 V V TH_PL 进入 OLP 和 SCP 电 压 4.4 V T D_PL OLP 和 SCP 延时 82 ms Z FB_IN FB 输入阻抗 5 Kohm Current Sensing (SENSE Pin) V1.3 4/12

5 V TH SENSE 限制电压 I VIN = V T D_OC 过流检测延时 GATE=1nF 120 ns T_Blanking 前沿消隐时间 250 ns Oscillator (RI Pin) F OSC 正常工作频率 RI=24KΩ KHz F(shuffle)/Fosc 频抖范围 -4 4 % F_Temp 频率随温度变化稳定度 -40 ~85 5 % F OSC-green 间歇振荡模式频 RI=24KΩ 22 KHz 率 F_VDD 频率随 VDD 变化稳定度 VDD=12~23V 5 % Duty_max 最大占空比 % RI_range 频率电阻范围 Kohm V RI _OPEN RI 开路电路 2 V GATE Drive Output (GATE Pin) V OL 最高输出低电平 I O =20mA(sink) 0.30 V V OH 最低输出高电平 I O =20mA(source) 11.0 V V GATE_CLAMP GATE 钳位电压 VDD=24V 18 V T R 上升沿时间 C GATE =1nF 120 ns T F 下降沿时间 C GATE =1nF 50 ns Over-Temperature Protection Section I RT RT 输出电流 70 µa V OTP OTP 预置电压 下降沿触发 V V OTP_OFF OTP 释放电压 上升沿触发 V V OTP_Hys OTP 迟滞区间 0.1 V V RT_OPEN RT 开路电压 4.6 V V1.3 5/12

6 工作原理描述启动电流和工作电流 采用优化的启动和工作电路结构, 典型启动电流小于 20uA, 主要用于 VDD 脚的电容充电, 通过电流配置, 使得 的低压启动和高压启动的时间基本相同 ; 芯片正常工作后, 典型的工作电流小于 3mA, 可有效地减小 VDD 外接电容的容值 软启动功能 内部设置了 3mS 的软启动时间, 在系统上电后 SENSE 内部峰值限制电压会从小逐渐增大 (3mS 内完成 ), 可以防止上电瞬间过大浪涌电流损坏系统组件 三种工作模式 (PWM&PFM&CRM) 具有 PWM&PFM&CRM 三种工作模式, 处于重载和中等负载时系统工作在 PWM 模式, 处于中等负载到轻载之间时系统工作在 PFM 模式, 处在轻载或空载条件下工作在间歇振荡模式 (CRM), 以保证重载和中等负载的高效率并且满足严格的轻载和空载的低待机功耗要求 为了避 免声学噪声, 间歇振荡模式的最小 PWM 频率在 22KHz 以上 振荡器和频率抖动 从 RI 脚串联一个电阻到地, 为 产生一个恒流源, 从而决定 的 PWM 频率, 所以 RI 电阻值决定了 PWM 工作频率, 增加 RI 电阻值则将减小 PWM 频率 对于 24KΩ 的 RI 电阻, 则对应于 65KHz 的 PWM 频率, 所以 RI 电阻和 PWM 频率之间的关系为 f PWM = 1560 ( KHz) R ( KΩ) I 集成了频率抖动的功能, 频率变化范围为 60KHz-70KHz, 中心 PWM 频率为 65KHz 频率抖动功能有助于提升 EMI 特性 前沿消隐电路 (Leading Edge Blanking-LEB) 功率 MOSFET 每次导通时, 将在 SENSE 电阻处出现开启毛刺 为了避免这段时间毛刺过大而引 起的误关断现象, 集成了前沿消隐电路, 周期为 250nS 在前沿消隐周期内, 限流比较器是 无效的, 并无法关闭 MOSFET 栅驱动电路 欠压保护 (Under-Voltage Lockout -UVLO) 内部固定的开启阈值电压和关断阈值电压分别为 16.5V 和 10.5V 当 启动时, 必 须将自举电容充电到 16.5V, 的工作电流约为 2.5mA 在主变压器辅助绕组正式供电以前,VDD 的外接电解电容继续为芯片供电 在启动过程中,VDD 电压不得低于 10.5V 10.5V 和 16.5V 的迟滞窗口有效保证 VDD 电容能在启动过程中为芯片提供能量 V1.3 6/12

7 图腾柱输出驱动 的快速图腾柱结构具有 800mA 的驱动能力, 输出级是快极点栅驱动器, 须避免交叉传导以最小化热损耗 提高效率和确保可靠性 通过 18V 齐纳二极管实现输出驱动的钳位, 从而保护功率 MOSFET 栅的软驱动波形是为了最小化 EMI 特性 为了保护外围的功率管不会发生栅击穿和钳位齐纳管电流饱和,GATE 的输出上采用了软钳位技术 斜坡补偿技术如果没有斜坡补偿且占空比大于 50%, 整个控制环路变得不稳定, 抗干扰性能差 将 R SENCE 采样回来的电压信号和内部的斜坡补偿信号相加, 然后与光藕反馈回来的误差信号比较来控制 Gate 的占空比, 达到稳定输出的目的 在每一个开关循环里面引入一个同步的斜坡补偿可以提高系统的稳定性, 防止电压毛刺产生的次谐波振荡 SENSE 检测 提供了峰值电流模型控制和逐周期电流限制 当 SENSE 电压达到 SENSE 阈值电压, 则 PWM 频率将关闭,PWM 的占空比由 SENSE 电流和 FB 电压共同决定 初级的峰值电流 I PK =0.9V/R CS, R CS 是 SENSE 脚连接到地的电阻 VDD 过压保护 (OVP) VDD 过压保护以保护 不因为过压情况而损坏, 当 VDD 电压超过内部阈值电压时, 即出现过压情况, 则 PWM 输出将关闭 过压现象一般是由反馈环路断开所引起的 功率限制控制当输出短路或过载时,FB 电压将增加 如果 FB 电压保持高位, 并高于内部阈值电压一定时间段后,PWM 输出将切断 当 PWM 输出切断后, 则 VDD 电源电压降随之降低 当电源电压降低到关闭阈值电压 ( 如 10.50V), 则 将整体关闭 此后,VDD 将通过启动电阻被充电到开启阈值电压 (16.5V), 从而 PWM 输出重新开始 这种保护机制将周而复始, 以实现过载保护或短路保护 OTP OVP 后的自动恢复功能 在触发 VDD-OVP 后 (25V), 会切断 PWM 频率来保护系统, 当 VDD 电压下跌至 23V 时, 会重新开启 PWM 频率, 不必等 VDD 电压下跌至 UVLO_ON 电压 (10.5V) 再重启 同样 触发 OTP 后, 会切断 PWM 频率使温度逐渐下降, 当温度下降一定区间后, 会自动重新开启 PWM 频率, 不必等 VDD 电压下跌至 UVLO_ON 电压 (10.5V) 再重启 PIN 脚浮空保护功能当 的 RI RT SENSE FB 管脚浮空时, 芯片会切断 PWM 频率来保护系统 ; 该功能有 V1.3 7/12

8 效的防止了, 在生产过程中由于虚焊导致损坏芯片及其它组建的现象 低电磁干扰技术 (Low EMI) 引进了频率低电磁干扰技术 如下图所示, 内部振荡器频率可自行调节 整个上升周期包括 128 脉冲, 抖动范围在 -4% 到 +4%, 从而可以使对电源模块的电磁干扰降到最低 Frequency(HZ) 70K 65K 60K Frequency low EMI Time V1.3 8/12

9 特性曲线及波形 (V DD =16V, TA=25 除了另作说明 ) V1.3 9/12

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11 封装尺寸 DIP-8L 尺寸描述 符号 毫米英寸最小典型最大最小典型最大 A A A b b D E E e L eb θ V1.3 11/12

12 SOP-8L 尺寸描述 符号 毫米 mm 英寸 inch 最小典型最大最小典型最大 A A b c D E e F 0.381X X45 H L θ V1.3 12/12