DATASHEET 高精度恒压 / 恒流控制器
高精度恒压 / 恒流控制器 概述 是一款高精度恒流 / 恒压反馈控制芯片, 配合 AC-DC 副边反馈芯片, 应用于适配器和 驱动方案中 芯片内部集成了 431 及外围分压电阻和补偿电阻, 并且集成了恒流控制功能, 因此外围器件少 系统成本低 可靠性高 稳定性高, 生产简单免调试 特性 最低成本方案, 外围仅需一个电阻两个电容 集成 CV/CC 控制 高精度的 5V 恒压输出 可调节的恒流电流, 恒流采样电压仅 100mV 集成 TL431 及外围的分压电阻和补偿网络 小尺寸 TO-94 封装 应用 充电器 适配器白光 驱动器小家电电源转换器等 典型电路 85~265Vac EMI Filter D1 D3 D2 L1 D4 C1 C2 R1 C3 R2 D6 D5 Np C4 LM VAUX Vs R3 C6 D7 Ns C7 C8 Vo VD OB TP1001 Q1 NAUX R4 VO CS FB RCSA RCSB Ip C5 RS Ro 图 1 典型应用电路图 图中 TP1001 为我公司一款高性能 PWM/PFM AC-DC 电源控制器, 详细参考 TP1001 规格书
Vo(V) 5 100mV/ Ro 1.1 0 Io(mA) 图 2 输出电压电流特性 引脚排列及描述 俯视图订单型号封装实物 -TO-94 器件标记 YYXX YY 可变, 代表生产年份,XX 可变, 代表是这一年的第几周 生产 (13 年第 1 周为 1301, 13 年第 15 周为 1315) 极限值范围 引脚号 引脚名 功能 1 V O 恒压输出端口 2 接光耦器件 3 Rs 恒流采样端 4 接地端 参数 极限值 单位 Vo 端口电压 -0.3~11 V 端口电压 -0.3~11 V Rs 端口电压 -0.8~11 V
电性能参数 T 25 A C 参数符号条件最小值典型值最大值单位 恒压输出电压 V o 4.9 5 5.1 V 恒流限压范围 Vo Lmt 1.1 5 V 端最大下 拉电流 电压环路放大 器跨导 I max 7 ma G V 0.03 A/V 恒流阈值电压 V RS ( th) 95 100 105 mv 工作电流 I s V o =4.5V 30 V o =5.5V 60 ua 功能模块框图 Vo 50Ω 基准与偏置电路 R1 3.2MΩ 电压环路放大器 极限下拉电流 7mA 电流环路放大器 R2 0.8MΩ - - Rs Vref=1.0V -100mV 图 3 功能模块框图
特性曲线 Vo(V) 5.06 5.02 4.98 4.94 4.90 4.86 4.82 4.78 VRs(mV) 102 101 100 99 98 97 96 95 0 20 40 60 80 100 120 T( 摄氏度 ) 图 4 输出电压温度特性 0 20 40 60 80 100 120 T( 摄氏度 ) 图 5 限流电压温度特性 功能描述 是一款可用于充电器适配器中的恒压恒流控制芯片, 该芯片外围器件极少, 能够替代 TL431, 搭配光耦和反激控制芯片, 能够完成高精度恒压恒流控制 ( 恒压精度 :±2%, 恒流精度 : ±5%), 达到大多数适配器应用需求 (1) 恒压控制 芯片内部功框图 3 中, 内部集成恒压反馈环路 输出电压 V O 经过电阻分压与基准电压 进行误差放大, 误差放大器输出信号控制 端口的电流大小 当输出电压 V O 降低时, 端口 电流降低, 从而控制光耦反馈至 AC-DC 反激控制芯片调节系统工作频率 ( 或占空比 ) 实现负反馈 (2) 恒流控制 芯片内部集成恒流反馈环路, 芯片外围电路图如图 6 所示 output Vo Rs Ro I O 图 6 芯片外围电路图 恒流大小为 : I CC 100mV IO R O 当负载电流小于 I CC, 系统工作在恒压输出状态 负载电流达到恒流 I CC 时, 系统进入恒流状 态, 输出电压 V O 下降 其输出电压电流特性曲线如图 7 所示, 输出电压 V O 在 5V 至 1.1V 范围内实
现精确的恒流控制 Vo(V) 5 100mV/ Ro 1.1 0 Io(mA) 图 7 输出电压电流特性曲线 光耦补偿 与 AC-DC 芯片搭配应用时, 在光耦的反馈端 ( 即光耦的集电极与发射极之间 ) 需接补 偿电阻与电容, 提高系统的稳定性以及响应速度 配合本公司的 TP1001, 光耦电流在 0.3-0.6mA 左右, 需接 2KΩ 电阻与 0.22μF-0.47uF 电容 搭配其他公司芯片, 光藕工作电流在 0.6-1.5mA 我司推荐电容值范围为 0.47uF~1uF 的补偿电 容, 电阻值范围为 500Ω~2KΩ 的补偿电阻, 根据不同的 AC-DC 主控芯片要求自行调配 补偿电容越大, 补偿电阻越大, 系统越稳定 ; 补偿电容越小, 补偿电阻越大, 负载瞬态响应越快 典型应用指导 以下应用方案的 AC-DC 芯片均以本公司的 TP1001 为例, 详见 TP1001 的规格书 (1) 恒流恒压方案 : 以 5V/2A 为例系统特性 : 5V/2A 方案搭配 TP1001AC/DC 控制芯片, 其外围电路简单, 如图 8 所示, 系统成本较低, 且 恒压恒流控制精度高 ( 恒压精度 :±2%, 恒流精度 :±5% 采用 431 时恒压精度为 ±3%, 且在分 压电阻以及 431 均为 ±1% 的精度时 ), 大负载时, 瞬态响应快, 跌落 <200mV 此方案 C7 采用 680μF*2 电容, 输出 5V/2A 时, 输出纹波 100mV 85~265Vac EMI Filter D1 D3 D2 L1 D4 C1 C2 R1 C3 R2 D6 D5 Np C4 LM VAUX Vs R3 C6 D7 Ns C7 C8 Vo VD OB TP1001 Q1 NAUX R4 VO CS FB RCSA RCSB Ip C5 RS Ro 图 8 5V/2A 电源适配器原理图
元器件清单 : 器件名称 规格 器件名称 规格 D1-D4 Diode, Rectifier,1N4007 C1,C2 E-Cap,4.7μF/400V D5 Diode,Fast,FR107,1A/1000V C3 E-Cap,10μF/25V D6 Diode,Fast,FR107,1A/1000V C4 Capacitor,Ceramic,1nF/1KV D7 Diode,Schottky,SR1045,10A/45V C5 Capacitor,Ceramic,0.22uF/25V R1 Resistor,2M,1/4W, 5% C6 Capacitor,Ceramic,222pF/100V R2 Resistor,270K,1/4W, 5% C7 E-Cap,680μF/10V*2,Low ESR R3 Resistor,47R,1/8W, 5% C8 E-Cap,220μF/10V,Low ESR R4 Resistor,2K,1/8W, 5% L1 Inductor, Color Ring,1.5mH Rcs A Resistor,3R,1/4W, 1% IC TP1001,, 光耦 Rcs B Resistor,2.2R,1/4W, 1% Q1 NPN,13003,TO-126 Ro Resistor,0.05R,1/4W, 1% Transformer EE19, L M =1.5mH T Np:Ns:N AUX =120T:8T:9T (2) 恒压方案 : 恒压输出 5V 此方案具有成本低, 输出纹波小, 精度高等优点, 原理图如图 9 所示, 的 RS 端口与 端口短接 85~265Vac EMI Filter D1 D3 D2 L1 D4 C1 C2 R1 C3 R2 D6 D5 Np C4 LM VAUX Vs R3 C6 D7 Ns C7 C8 Vo VD OB TP1001 Q1 NAUX R4 VO CS FB RCSA RCSB Ip C5 RS 图 9 恒压 5V 输出原理图
(3) 恒流 / 限压方案 1: 驱动单颗 方案, 以驱动 500mA 负载为例 原理图以及元器件清单如下 : R O 100mV 100mV 200m I 500mA O 85~265Vac EMI Filter D1 D3 D2 L1 D4 C1 C2 R1 C3 R2 D6 D5 Np C4 LM VAUX Vs R3 C6 D7 Ns C7 C8 D8 VD OB TP1001 CS FB RCSA Q1 RCSB Ip NAUX R4 C5 VO RS Ro 元器件清单 : 图 10 恒流驱动单颗 原理图 器件名称 规格 器件名称 规格 D1-D4 Diode,Rectifier,1N4007 C1,C2 E-Cap,4.7μF/400V D5 Diode,Fast,FR107,1A/1000V C3 E-Cap,10μF/25V D6 Diode,Fast,FR107,1A/1000V C4 Capacitor,Ceramic,1nF/1KV D7 Diode,Schottky,SR1045,10A/45V C5 Capacitor,Ceramic,0.22uF/25V R1 Resistor,2M,1/4W, 5% C6 Capacitor,Ceramic,222pF/100V R2 Resistor,270K,1/2W, 5% C7 E-Cap,680μF/10V*2,Low ESR R3 Resistor,47R,1/8W, 5% C8 E-Cap,220μF/10V,Low ESR R4 Resistor,2K,1/8W, 5% L1 Inductor, Color Ring,1.5mH Rcs A Resistor,3R,1/4W, 1% IC TP1001,, 光耦 Rcs B Resistor,2.2R,1/4W, 1% Q1 NPN,13003,TO-126 Ro Resistor,0.2R,1/2W, 1% Transformer EE19, L M =1.5mH T D8 Np:Ns:N AUX =120T:8T:9T
(4) 恒流 / 限压方案 2: 驱动多颗串联 方案, 以两颗为例驱动两颗 时, 由于 输出最高典型值为 5V, 所以采用如图 11 的原理图 次级两组 变压器的匝数比为 1:1 时,V B =2V A, 确保了 两端的电压 D1 B D2 A C1 C3 R1 D3 VO D4 C2 RS Ro 图 11 恒流驱动两颗 原理图 图 11 所示电路为驱动多颗 串联的典型应用, 次级与辅助部分电路与图 8 电路相同
封装描述 TO-94 引脚封装尺寸