描述 M5832具有軟啟動功能,同時為了保證芯片正常工作特針對各種故障設計了一系列完善的保護措施,包括逐周期電流限制、峰值電流限制、過溫保護、過壓保護、電源箝位和欠壓鎖定功能。
此外,芯片內(nèi)部設置的頻率抖動功能和軟驅(qū)動功能保證了芯片在工作時具有良好的抗電磁干擾性能。
? 典型應用圖 ? ? ? ? ? ? ? 特征 l???? 恒壓和恒流精度可達 5% l???? 原邊控制模式,無需 TL431 和光耦? l???? 非連續(xù)模式下的反激拓撲? l???? 準諧振開關模式,減小開關損耗? l???? 具有軟啟動功能? l???? 內(nèi)置前沿消隱電路(LEB)? l???? 頻率抖動? l???? 恒壓恒流控制 l???? 恒流和輸出功率可調(diào)? l???? 內(nèi)置初級電壓采樣控制器? l???? 可調(diào)式線損補償? l???? 基于系統(tǒng)穩(wěn)定性的保護功能 ◆欠壓鎖定 ???◆逐周期電流限制??? ◆峰值電流限制???? ◆過溫保護??? ◆過壓保護和電源箝位 l???? SOT-23-6L 無鉛封裝?? ? 應用領域 適用于中小功率AC/DC離線式開關電源 l???? ?手機/數(shù)碼攝像機充電器 l???? ?小功率電源適配器 l???? ?電腦和電視機的輔助電源 l???? ?替代線性調(diào)節(jié)器或 RCC ? 引腳功能描述 ? 管腳 描 述 GND 芯片接地腳 DRV 驅(qū)動輸出,外接MOS柵極 SEN 環(huán)路補償引腳 INV 電感電流過零檢測引腳,同時也是輸出過壓保護、輸出短路保護檢測和線電壓補償調(diào)整引腳 COM 恒壓模式的環(huán)路補償 VDD 芯片電源供電引腳 腳位示意圖 ? ? ? ? 極限參數(shù) 項? 目 值 單位 最小值 *值 VDD 電壓 -0.3 VDD_clamp V VDD 箝位的連續(xù)電流 ? 10 mA COM電壓 -0.3 7 V SEN? 電壓 -0.3 7 V INV 電壓 -0.3 7 V 焊接溫度(焊接,10秒) ? ? 260 ℃ 工作溫度 ? -40 105 ℃ 儲存溫度 -40 150 ℃ *工作結(jié)溫 -20 125 ℃ 注:如果器件工作條件超出上述各項極限值,可能對器件造成*性損壞。
上述參數(shù)僅僅是工作條件的極限值,不建議器件工作在推薦條件以外的情況。
器件長時間工作在極限工作條件下,其可靠性及壽命可能受到影響。
? 芯片框圖 ? 應用信息 l???????? 描述 ?? M5832是一款低成本、高性價比的脈寬調(diào)制控制器,適用于離線式小功率AC/DC電池充電器和電源適配器。
它采用原邊控制方式,因此不需要 TL431 和光耦。
M5832 應用于工作在非連續(xù)模式下的反激式系統(tǒng)中,內(nèi)置的次級恒壓采樣電路能夠提供高精度恒流/恒壓控制,很好地滿足大多數(shù)電源適配器和充電器的要求。
l???????? 啟動 M5832供電電源端是 VDD。
啟動電阻提供了從高壓端到 VDD 旁路電容的直流通路,為芯片提供啟動電流。
M5832的啟動電流小于 20uA,因此 VDD 能夠很快被充到UVLO(off)以上,從而使芯片快速啟動并開始工作。
采用較大的啟動電阻可以減小整機的待機功耗。
一旦 VDD 超過 UVLO(off),芯片就進入軟啟動狀態(tài),使M5832的峰值電流電壓逐漸從 0V 增加到 0.9V,用以減輕在啟動時對電路元件的沖擊。
VDD 的旁路電容一直為芯片提供供電直到輸出電壓足夠高以至于能夠支撐 VDD 通過輔助繞組供電為止。
l???????? 恒流工作 圖2 ? M5832的恒壓/恒流特征曲線如圖1所示。
M5832被設計應用于工作在非連續(xù)模式下的反激式系統(tǒng)中。
在正常工作時,當 INV電壓低于內(nèi)部 2.0V 的基準電壓好時,系統(tǒng)工作在恒流模式,否則系統(tǒng)工作在恒壓模式。
當次級輸出電流達到了系統(tǒng)設定的*電流時,系統(tǒng)就進入恒流模式,并且會引起輸出電壓的下降。
隨著輸出電壓的下降,反饋電壓也跟著下降,芯片內(nèi)部的 VCO 將會調(diào)整開關的頻率,以使輸出功率保持和輸出電壓成正比,其結(jié)果就是使輸出電流保持恒定。
這就是恒流的原理。
在恒流模式下,無論輸出電壓如何變化,輸出電流為一常數(shù)。
在作為充電器應用時,先是恒流充電直到接近電池充飽的狀態(tài),隨后再進行恒壓充電。
在M5832中,? 恒流值和*輸出功率可以通過外部的限流電阻RS來設定。
輸出功率的大小隨著恒流值的變化而變化。
RS 越大,恒流值就越小,輸出功率也越?。籖S 越小,恒流值就越大,輸出功率也越大。
具體參照圖2 所示。
l???????? 恒壓工作 在恒壓控制時, M5832 利用輔助繞組通過電阻分壓器從 INV 采樣輸出電壓,并將采樣的輸出電壓與芯片內(nèi)部的基準電壓通過誤差放大器進行比較放大,從而調(diào)整輸出電壓。
當采樣電壓高于內(nèi)部基準電壓,誤差放大器的輸出電壓 COM 減小,從而減小開關占空比;當采樣電壓低于內(nèi)部基準電壓時,誤差放大器的輸出電壓 COM 增加,從而增大開關占空比,通過這種方式穩(wěn)定輸出電壓。
在作為 AC/DC 電源應用時,正常工作時芯片處于恒壓狀態(tài)。
在恒壓模式下,系統(tǒng)輸出電壓通過原邊進行控制。
為了實現(xiàn) M5832 的恒流/恒壓控制,系統(tǒng)必須工作在反激式系統(tǒng)的非連續(xù)模式。
(參照典型應用電路)在非連續(xù)模式的反激式轉(zhuǎn)換器中,輸出電壓能夠通過輔助繞組來設定。
當功率 MOSFET導通時,負載電流由輸出濾波電容 CO 提供,原邊電流呈斜坡上升,系統(tǒng)將能量存儲在變壓器的磁芯中,當功率MOSFET關斷時,存儲在變壓器磁芯中的能量傳遞到輸出。
此時輔助繞組反射輸出電壓,具體如圖 3所示,計算公式如下: ? 其中 V 是指整流二極管上的壓降 通過一個電阻分壓器連接到輔助繞組和 INV之間,這樣,通過芯片內(nèi)部的控制算法,輔助組上的電壓在去磁結(jié)束時被采樣并保持,直至下一次采樣。
采樣到的電壓和內(nèi)部 2.0V 的基準電壓比較,將其誤差放大。
誤差放大器的輸出 COM反映負載的狀況,控制脈寬調(diào)制開關的占空比,進而調(diào)整輸出電壓,這樣就實現(xiàn)了恒壓控制 l???????? ?線損補償? 隨著負載電流的增加,導線上的電壓降也會增加,導致輸出電壓的減小。
M5832 內(nèi)置的線損補償電路能夠補償導線的損耗壓降,從而穩(wěn)定輸出電壓。
當引入了導線損耗壓降以后,輔助繞組反射輸出電壓的計算公式(1)將會被修正為。
其中Vcable為導線上的損耗壓降。
為了補償導線上的損耗壓降,一個電壓偏移量被疊加到INV 上。
這個電壓偏移量是由一個內(nèi)部電流IC 流入電阻分壓器產(chǎn)生的,具體的控制電路如圖 4 所示。
線損補償電流IC與誤差放大器的輸出 COM成反比,因此,也與輸出負載電流成反比。
基于以上原理,線損補償?shù)靡詫崿F(xiàn),具體的計算公式如下: ? 當系統(tǒng)從滿載變到空載的過程中,疊加到 INV的電壓偏移量將會增加。
在應用時可以通過調(diào)節(jié)電阻分壓器中電阻的大小來調(diào)整補償?shù)亩嗌佟?br>在恒壓模式下,引入線損補償提高了輸出電壓的精度和負載調(diào)整率。
l???????? 開關工作頻率 M5832 的開關頻率受控于負載狀況和工作模式。
內(nèi)部電路設定*開關頻率為60KHz。
在反激模式的斷續(xù)工作時,*輸出功率通過以下公式計算: ? ? 其中 LP 是變壓器原邊電感值,IP? 是原邊峰值電流 。
為了系統(tǒng)能夠安全的工作,原邊采樣電路必須工作在非連續(xù)模式。
為了防止系統(tǒng)進入連續(xù)工作模式,開關頻率被內(nèi)部環(huán)路鎖定,此時的開關頻率為: ? ? 由于 TDemag 與電感的大小成反比,因此,電感 LP 和 FSW 的乘積為一定值,從而限制了*的輸出功率,避免了系統(tǒng)進入連續(xù)工作模式。
l???????? 電流檢測和前沿消隱? M5832 采樣功率 MOSFET 上的電流是通過 SEN 來實現(xiàn)的。
M5832 不僅設計了逐周期的電流限制,而且設計了峰值電流限制,*的峰值電流電壓為 0.9V。
因此,MOSFET上*的峰值電流為: ? ? M5832 在 SEN 端設計了一個約為 540ns的前沿消隱時間用來防止在開關導通時刻錯誤的過流保護被觸發(fā)。
因此,不需要在 SEN 端在增加額外的 RC 濾波電路。
采樣電流的輸入信號 SEN 和誤差放大器的輸出 COM 共同決定開關的占空比,穩(wěn)定輸出. l???????? EMI特性的改善 為了改善 M5832 系統(tǒng)的 EMI 特性,芯片內(nèi)部采用了兩種方式。
其中一種方式是采用頻率抖動,即在 M5832 正常工作頻率的基礎上疊加一個微小的擾動。
也就是說,內(nèi)部振蕩器的頻率被調(diào)制用來分散諧波干擾能量,分散的能量能夠最小化 EMI 帶寬。
另一種方式是軟驅(qū)動,即逐漸打開功率 MOSFET。
當提供給功率 MOSFET 的柵驅(qū)動太強時, EMI 特性會變差;當提供給功率 MOSFET 的柵驅(qū)動太弱時,開關損耗又會加大,因此需要在 EMI特性和開關損耗之間尋求折衷來提供合適的柵驅(qū)動。
M5832 采用了軟驅(qū)動和圖騰柱輸出結(jié)構(gòu),既獲得了很好的 EMI 特性,又降低了開關損耗。
頻率抖動和軟驅(qū)動的綜合應用使系統(tǒng)的 EMI 特性獲得了很大的改善。
l???????? 保護控制 M5832 為了確保系統(tǒng)的正常工作內(nèi)置了多重保護措施。
當這些保護措施一旦被觸發(fā),將會關斷MOSFET。
這些保護措施包括逐周期的電流限制、峰值電流限制、過溫保護、電源箝位、軟啟動、欠壓鎖定等。
芯片的供電電源 VDD 由輔助繞組提供。
當 VDD 低于進入欠壓鎖定的閾值電壓時,開關將會被關斷,隨后系統(tǒng)自動進入重啟狀態(tài)。
M5832 每次的重啟都具有軟啟動功能。
?? ?? ? ? ????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????? 電氣參數(shù) (Ta=25oC, 其余情況會做說明) (如無特殊說明, VIN=12V(注 1), TA=25℃) 參數(shù) 符號 條件 最小值 典型值 *值 單位 啟動電流 IDD_ST VDD=13V ? 5 20 μA 工作電流 IDD_OP INV=2V,SEN=0V,VDD=20V ? 2.5 3.5 mA 進入欠壓鎖定的閾值電壓 UVLO(ON) VDD 下降時 7.5 8.5 10 V 退出欠壓鎖定的閾值電壓 UVLO(OFF) VDD 上升時 13.5 14.5 16 V 過壓保護的閾值電壓 OVP VDD 上升直至輸出關斷 27 28 32 V 電源箝位電壓 VDD_clamp IDD=10mA 30 32 35 V 前沿消隱時間 TLEB ? ? 540 ? nS 過流保護閾值 Vth_oc ? 870 900 930 mV 過流保護延遲 Td_oc ? ? 150 ? nS 輸入阻抗 ZSENSE_IN ? ? 50 ? Kohm 軟啟動時間 T_ss ? ? 10 ? mS 正常工作頻率 Freq_Nom ? ? 60 ? ? 啟動頻率 Freq? _startup INV=0V, COM=5V ? 14 ? KHZ 頻率抖動幅度 △F/Freq ? ? ±4 ? % 誤差放大器的輸入基準電壓 Vref_EA ? 1.97 2 2.03 V 誤差放大器的直流增益 Gdc ? ? 60 ? dB 線損補償*電流 I_COM_MAX INV=2V COM=0V ? 42 ? μA 輸出低電平 VOL Io=20mA ? ? 1 V 輸出高電平 VOH Io=20mA 8 ? ? V 輸出箝位電壓 V_clamp ? ? 15 ? V 上升時間 T_r CL=0.5nF ? 650 ? nS 下降時間 T_f CL=0.5nF ? 40 ? nS ? ? ? 封裝外形尺寸圖?????????????????? ???????????絲印描述 ????????????????????????????????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 型號 封裝 描述 M5832SR SOT-23-6 3000/Reel ? SOT-23-6 封裝尺寸 ? ? ? ? 項目 尺寸(MM) 尺寸(英寸) 最小 * 最小 * A 1.050 1.250 0.041 0.049 A1 0.000 0.100 0.000 0.004 A2 1.050 1.150 0.041 0.045 b 0.300 0.400 0.012 0.016 c 0.100 0.200 0.004 0.008 D 2.820 3.020 0.111 0.119 E 1.500 1.700 0.059 0.067 E1 2.650 2.950 0.104 0.116 e 0.950TYP 0.037TYP e1 1.800 2.000 0.071 0.079 L 0.700REF 0.028REF L1 0.300 0.600 0.012 0.024 θ 00 80 00 80 ? ? 標簽: M583 ? M5832 ? 深圳市原恒流控制器 ? 深圳市原恒流控制器廠家

[M5832]
深圳市原恒流控制器廠家
供應用于LED電源的原邊恒流PWM控制器M5832替換昂寶OB2532/啟達CR6232