具有多种保护功能的节能 PWM 控制器 特性 500 高压启动电流源 电流模式 PWM 极低的启动电流 (<20uA) 欠压闭锁 (ULO) 无异音节能模式控制 外部设定开关频率 逐周期峰值电流限制 内置前沿消隐 内置斜率补偿 内部 4ms 软启动 ( 65KHz 工作频率下 ) CC 过压箝位 Gate 过压箝位 软驱动以改善 EMI cc pin 过压保护 (OP) 过载保护 (OLP) CS pin 过流保护 (OCP) 500mA 驱动能力 应用 开放式开关电源 交流转直流适配器和电池充电器 描述 电流模式 PWM 控制器 不仅启动电流低而且内置了节能模式控制以及高压电流源 由于其高压电流源取代了传统的启动电流, 于是, 系统的功耗将下降 同时, 还内置了电流检测的前沿消隐, 斜率补偿和逐周期峰值电流限制这几个功能 另外, 它还集成了软驱动以改善 EMI 以及 Gate 过压箝位 提供了各种异常状况的保护如 OLP, OP, 和 OCP 所以, 不仅可以帮助改善系统的特性, 也可以帮助降低成本 现有 8-pin SOP,7-pin SOP 和 8-pin DIP 这三种封装 订购和标识信息 DIP-8SOP-8SOP-7 Code 1 8 9 A B G H I J Year 2008 2009 2010 2011 2016 2017 2018 2019 Code 2 1 2 3 4 9 A B C Month Jan. Feb. Mar. Apr. Sep. Oct. Nov. Dec. Grenergy OPTO Inc. reserves the right to make changes to improve reliability or manufacture ability without notice, and advise customers to obtain the latest version of relevant information to verify before placing orders. 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 1
芯片脚位图 SOP8 DIP8 顶视图 SOP7 顶视图 脚位描述 脚位 符号 描述 1 RT 外接一电阻到地设定正常工作频率 2 COMP 电压反馈脚, 通过连接至光耦来控制占空比 3 CS 电流检测脚, 用来检测 MOSFET 上的电流 4 GND 地 5 OUT 芯片的输出以驱动外部 MOSFET 6 CC 电源供电输入端 7 NC 空脚 8 H 将这一脚接至储能电容的正极, 芯片内置的高压电流源就将为芯片提供启动电流 当芯片启动后, 高压电流源的回路就会关断以减小损耗 极限工作范围 CC 供电电压 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 35 High-voltage pin, H ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 0.3 ~ 500 COMP, RT, CS --------------------------------------------------------------------------------------------------------- -0.3 ~ 7 最大工作结温 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 150 工作环境温度 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- -20 ~ 85 存储温度范围 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- -65 ~ 150 SOP-8SOP-7 封装热阻 -------------------------------------------------------------------------------------------- 160 W DIP-8 封装热阻 --------------------------------------------------------------------------------------------- 100 W 最大允许功率消耗 (SOP-8SOP-7 封装, 外部温度为 85 ) --------------------------------------------------- 400 mw 最大允许功率消耗 (DIP-8 封装, 外部温度为 85 ) ---------------------------------------------------------------- 650mW 引线温度 ( 所有无铅封装, 锡焊,10 秒 ) ---------------------------------------------------------------------------- 260 ESD 电压保护, 人体模式 ------------------------------------------------------------------------------------------------- ESD 电压保护, 机器模式 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 2K 200 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 2
推荐工作条件 项目最小最大单位 CC 供电电压 11.5 25 工作频率 50 130 KHz Comp 接地电容 1 10 nf 起动电容 10 47 μf 内部结构图 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 3
电气参数 电气参数 (TA = +25 除非特殊说明, CC = 15.0) 高压供电 (H Pin) 参数 脚位 最小 典型 最大 高压电流源 (cc = 0) 8 0.5 1.0 1.65 ma 关断状态下漏电流 8 0 25 ua 电源电压 启动电流 6 20 ua 工作电流 (OUT pin 外挂 1nF 电容负载 ), comp = 0 6 1.8 ma 工作电流 (OUT pin 外挂 1nF 电容负载 ), comp = 2.5 6 2.5 ma 工作电流 (OUT pin 外挂 1nF 电容负载 ), 保护发生时 (OLP, OP) 单位 6 0.8 ma 开启电压 ULO (on) 6 14 15 16 关断电压 ULO (off) 6 8.3 9.3 10.3 CC pin 上的 OP 过压保护电平 6 26.5 28 29.5 电压反馈 对地短路电流, comp = 0 2 1.5 ma 开环电压, COMP pin open 2 5 5.6 6 节能模式阈值电压 2 1.2 电流检测 OCP 阈值电压, cs (off) 3 0.80 0.85 0.90 前沿消隐时间 3 250 350 450 ns 输入阻抗 3 1 MΩ 延迟时间 3 100 ns 振荡器 工作频率 (RT = 100KΩ ) 3 60 65 70 KHz 节能模式频率 (RT = 100KΩ) 3 18 22 28 KHz 温度稳定性 (-40 C ~ 110 C) 3 3 % 电压稳定性 (cc = 11 ~ 25) 3 3 % GATE 驱动 输出低电平, CC = 15, Io = 20mA 1 1 输出高电平, CC = 15, Io = 20mA 1 8 上升时间, 负载为 1000pF 1 200 ns 下降时间, 负载为 1000pF 1 50 ns 栅极箝位电压 12.5 13.5 15 过载保护 过载保护阈值电压, comp (OLP) - 3.3 3.6 4 过载保护延迟时间 (note), Fs = 65KHz - 60 ms 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 4
典型工作特性 1.8 1.6 1.4 A m t n e r r u C H 1.2 1 0.8 0.6 t Fig. 1 f f o s c 0.85 0.84 0.83 0.82 0.81 0.8 t Fig. 2 n o O L U 17 16.2 15.4 14.6 13.8 13 t Fig. 3 f f o O L U 11 10.2 9.4 8.6 7.8 7 t Fig. 4 z H K C S O f 70 68 66 64 62 60-40 0 40 t 80 120 z H K G f 25 23 21 19 17 15 t Fig. 5 Fig. 6 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 5
典型工作特性 ( 续上页 ) 85 80 % Duty Max 75 70 65 60 t Fig. 7 Fig.8 Fig. 9 Fig.10 n e p o p m o c 6.5 6 5.5 5 4.5 4 t P L O 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 t Fig. 11 Fig. 12 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 6
应用信息 前言 集成了节能模式控制和高压电流源这些市场上需要的功能, 而高压电流源可以很简单地降低系统的待机功耗 高压启动电路和欠压闭锁 (ULO) 当系统启动时, 内置的高压电流源就会打开, 给芯片自身提供启动电流的同时给 cc 电容充电 当 cc 电压高于 ULO (on) 阈值电压时, 高压电流源将会关闭 由于它的漏电流非常小, 所以, 只会消耗很小的功率 通过这种电路结构, 传统的启动电阻将不再需要, 而且, 全电压输入范围的开启时间几乎一致 ( 参考 Fig. 13). Fig. 13 内置了一个欠压闭锁迟滞比较器, 将开启电压和关断电压分别设定在 15 和 9, 迟滞曲线如 Fig. 13 所示 此迟滞特性保证了在启动期间启动电容能给芯片正常供电 振荡器为防止变压器饱和, 内置振荡器的最大占空比被限制在 75% 内置振荡器的频率通过 RT 脚外接到地的电阻来设置 fosc = 6500(KHz)R(Kohm). R 为 RT 脚外接到地的电阻 RT 外接 100K 电阻到地可将工作频率设定为 65K 另外, 振荡器工作的推荐频率为 50 KHz ~ 130 KHz 进入节能模式的过程当系统负载减小到一定程度, 振荡器的工作频率将会降低以减小系统能量的损耗 而振荡器的最小工作频率仅为 22KHz, 并不在音频范围内 前沿消隐 (LEB) 功率 MOSFET 每开关一次, 检测电阻上就不可避免的产生一个开启尖峰 因此, 芯片内置了 350ns 的前沿消隐以避免误触发, 并且还可以省去传统的 RC 滤波器 在这段前沿消隐的时间内, 内置的电流限制比较器并不会翻转, 于是,Gate 驱动也就不会关断 内部斜率补偿 内部斜率补偿 (Internal Slope Compensation) 内部构建了一个斜率补偿电流路 当 Gate 驱动打开时, 一个斜坡电压被叠加在电流检测端电压上, 从而使系统更稳定并防止次谐波振荡的发生 Gate 箝位 软驱动 (Gate ClampSoft Driving) 箝位软驱动 的驱动部分内置了一个稳压管以防止功率 MOSFET 因 Gate 电平过高而损坏 同时, 还加入了软驱动功能以改善 EMI 软启动 软启动 (Soft Start) 在启动的初始阶段提供了软启动功能以有效的抑制启动时的峰值电流, 从而减小了功率 MOSFET 的漏端电压, 尤其是在高压交流输入的条件下 过载保护 (OLP) 内置了过载保护功能模块 当芯片内部的负载检测电路检测到负载大于一定值并持续 60ms 以上时 Gate 输出将关断 当 CC 降低到关断电压以下后控制器会重新启动 Fig.14 给出了 OLP 发生时的波形 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 7
Fig. 14 CC 过压保护 (OP) 为保护功率 MOSFET 不受损坏, 在 CC 脚增加了过压保护功能 当 CC 电压高于过压保护阈值电压时,Gate 输出立即被关断从而关断功率 MOSFET CC 过压保护的功能是一个自动恢复型的保护 一旦过压的情况发生,Gate 输出就会被关断, 直到下次重启后恢复 此时 工作在打嗝模式 Fault Protections 内置了许多的实用保护以防止因脚位的短路或悬空毁坏电源 在下列的条件下,Gate 输出将会被关断以保护电源电路 :. Gate 脚短路到地. CS 脚悬空. RT 脚悬空. RT 脚短路到地 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 8
典型应用电路 F1 BD1 4 3 R33 R3A R5B L2 1 2 R1A R1B R34 R3B + C13 C21 R12 C6 C4 C7 ZD1 CR3 J2 C5 R15A C8 R15B L3 1 CR6 C16 2 + + LED1 C17 R17 R21 R24 TSM103 U3 R28 R22 R25 R26 R29 CR7 J5 193.4A R19 Out Gnd CN2 1 2 3 4 5 8 7 6 R9 3 4 5 6 T1 + - R4A 4 3 R6 CC 6 L1 1 2 U1 R31 CS 3 NTC1 J1 + C15 L G N 1 4 2 RT H GND COMP NC OUT 8 7 5 CN1 R5A R4B R13 CR2 C1 t AC in 90-264 R11 C3 CR1 J4 Q1 R32 J3 C20 R10 R20 U2 C10 R18 R23 C12 C19 R30 C11 C18 + C9 R16 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 9
材料清单 No. Part Description Quan. 1 BD1 Bridge, KBL406, DIP 1 2 C1 X-cap, 0.47uF, 275, DIP 1 3 C2, C14, C20, C21 N.A. 4 C3 Cap,102,1K, DIP 1 5 C4 Cap,101,50, SMD 0805 1 6 C5 Y-CAP, CD222, 275 1 7 C6, C11, C12, C19 Cap,103,50, SMD 0805 4 8 C7 Cap,104,50, SMD 0805 1 9 C8 Cap,102, 200, SMD 0805 1 10 C9 Cap, 225, 50, SMD 0805 1 11 C10 Cap, 221, 50, SMD 0805 1 12 C13 E-Cap,120uF, 400, 105, DIP 1 13 C15 E-Cap, 22uF, 50, 105, DIP 1 14 C16, C17 E-Cap, 680uF, 25, 105, DIP, Low ESR 2 15 C18 E-Cap, 220uF, 25, 105,DIP, Low ESR 1 16 CN1 AC Input (3 Pin) 1 17 CR1 FR107, DIP 1 18 CR2 1N4148, SMD 1 19 CR3 FR104, DIP 1 20 CR4, CR5 N.A. 21 CR6 SBR10U100CT 1 22 CR7 ISS181, SMD 1 23 F1 3.15A, 250, DIP 1 24 HS1 Heat sink of Rectifier 1 25 HS2 Heat sink of MOSFET 1 26 J1, J2, J3 0R, SMD0805 3 27 J4, J5 0R, SMD1206 2 28 L1 Common Chock, 700uH, DIP 1 29 L2 Common Chock,10mH, DIP 1 30 L3 1.6uH, DIP 1 31 NTC1 N.A. 32 NTC2 N.A. 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 10
材料清单 ( 续上页 ) 33 PCB FR4, 102mm*39.0mm*1.0mm 1 34 Q1 FPQF10N60,T0220 1 35 Q2 N.A. 36 Q3 N.A. 37 R1A, R1B 1M, 5%, SMD1206 2 38 R2, R7, R8, R11, R14, R17, R32 N.A. 39 R3A, R3B N.A. 40 R4A, R4B, R5A, R5B 68K, 5%, SMD1206 4 41 R6, R33, R34 0R, SMD0805 3 42 R9 0.33R, 1W, 1%, Rcs 1 43 R10 2.2R, 5%, SMD1206 1 44 R12 100K, 1%, SMD0805 1 45 R13 33R, 5%, SMD0805 1 46 R15A, R15B 22R, 5%, SMD1206 2 47 R16 0.0170R, 4.0mm 1 48 R18 68K, 1%, SMD0805 1 49 R19 62K, 5%, SMD0805 1 50 R20 100R, 5%, SMD0805 1 51 R21 1.5K, 5%, SMD0805 1 52 R22 10R, 5%, SMD0805 1 53 R23 2.2K, 5%, SMD0805 1 54 R24 16.5K, 1%, SMD0805 1 55 R25, R26 5K, 1%, SMD0805 2 56 R28 15K, 5%, SMD0805 1 57 R29,R30 4.3K,1%, SMD0805 2 58 R31 1.5K, 1%, DIP 1 59 T1 P0T-3019, 550uH 1 60 U1, SOP-8 1 61 U2 PC817, DIP-4 1 62 U3 TSM103, SOP-8 1 63 ZD1 N.A. 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 11
封装信息 DIP-8 SYMBOL MILLIMETERS INCHES MIN. MAX. MIN. MAX. A 5.33 0.210 A1 0.38 0.015 A2 2.92 4.95 0.115 0.195 b 0.36 0.56 0.014 0.022 b2 1.14 1.78 0.045 0.070 c 0.20 0.35 0.008 0.014 D 9.01 10.16 0.355 0.400 D1 0.13 0.005 E 7.62 8.26 0.300 0.325 E1 6.10 7.11 0.240 0.280 e 2.54 BSC 0.100 BSC ea 7.62 BSC 0.300 BSC eb 10.92 0.430 L 2.92 3.81 0.115 0.150 Note: 1. Followed from JEDEC MS-001 BA. 2. Dimension D, D1 and E1 do not include mold flash or protrusions. Mold flash or protrusions shall not exceed 10 mil. 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 12
封装信息 SYMBOL MILLIMETERS SOP-8 SOP-7 INCHES MIN. MAX. MIN. MAX. A 1.75 0.069 A1 0.10 0.25 0.004 0.010 A2 1.25 0.049 b 0.31 0.51 0.012 0.020 c 0.17 0.25 0.007 0.010 D 4.80 5.00 0.189 0.197 E 5.80 6.20 0.228 0.244 E1 3.80 4.00 0.150 0.157 e 1.27 BSC 0.050 BSC h 0.25 0.50 0.010 0.020 L 0.40 1.27 0.016 0.050 θ 0 o 8 o 0 o 8 o Note: 1. Followed from JEDEC MS-012 AA. 2. Dimension D does not include mold flash, protrusions or gate burrs. Mold flash, protrusion or gate burrs shall not exceed 6 mil per side. 3. Dimension E1 does not include inter-lead flash or protrusions. Inter-lead flash and protrusions shall not exceed 10 mil per side. 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 13
封装信息 SOP- 8 SOP-7 Application A H T1 C d D W E1 F SOP-8SOP-7 12.4+2.00 13.0+0.50 330.0±2.0 50 MIN. 1.5 MIN. 20.2 MIN. 12.0±0.301.75±0.10 5.5±0.05-0.00-0.20 P0 P1 P2 D0 D1 T A0 B0 K0 1.5+0.10 0.6+0.00 4.0±0.10 8.0±0.10 2.0±0.05 1.5 MIN. 6.40±0.20 5.20±0.202.10±0.20-0.00-0.40 (mm) Devices Per Unit Application Carrier Width Cover Tape Width Devices Per Reel SOP- 8SOP-7 12-2500 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 14
封裝信息 SOP-8 SOP-7 Direction of feed Direction of feed Grenergy OPTO, Inc. reserves the right to make corrections, modifications, enhancements, improvements, and other changes to its products and services at any time and to discontinue any product or service without notice. Customers should obtain the latest relevant information before placing orders and should verify that such information is current and complete. 2010.10 er. 1.0 Copyright Grenergy OPTO, Inc. www.grenergy-ic.com 15