茂捷M5832建甌讓昂寶OB2532

1、描述M5832應(yīng)用于小功率AC/DC充電器和電源適配器的高性能離線式脈寬調(diào)制控制器。該芯片是一 款基于原邊檢測(cè)和調(diào)整的控制器，因此在應(yīng) 用時(shí)無需TL431和光耦。芯片內(nèi)置了 恒流/恒壓兩種控制方式，其典型的控制曲線如圖1所示。在恒流 控制時(shí)，恒流值和輸出功率可以通過SEN引腳的限流電阻RS設(shè)定。 在恒壓控制時(shí)，芯片在INV腳采樣輔助繞組的電壓，進(jìn)而調(diào)整輸出。在恒壓控制時(shí)還采用了多種模式的控制方式，這樣既保證了芯片的高性能和高精度，又保證了高效率。此外，通過內(nèi)置的線損補(bǔ)償電路保證了較高的輸出電壓精度。特征 恒壓和恒流精度可達(dá)5% 原邊控制模式，無需TL431和光耦  非連續(xù)模式下的反激

2、拓?fù)?#160; 準(zhǔn)諧振開關(guān)模式，減小開關(guān)損耗  具有軟啟動(dòng)功能  內(nèi)置前沿消隱電路(LEB)  頻率抖動(dòng)  恒壓恒流控制 恒流和輸出功率可調(diào)  內(nèi)置初級(jí)電壓采樣控制器  可調(diào)式線損補(bǔ)償  基于系統(tǒng)穩(wěn)定性的保護(hù)功能 欠壓鎖定 逐周期電流限制 峰值電流限制 過溫保護(hù) 過壓保護(hù)和電源箝位 SOT-23-6L無鉛封裝應(yīng)用領(lǐng)域適用于中小功率AC/DC離線式開關(guān)電源 手機(jī)/數(shù)碼攝像機(jī)充電器 小功率電源適配器 電腦和電視機(jī)的輔助電源 替代線性調(diào)節(jié)器或RCC典型應(yīng)用引腳功能描述管腳描述GND芯片接地腳DRV驅(qū)動(dòng)輸出，外接MOS柵極SEN環(huán)

3、路補(bǔ)償引腳INV電感電流過零檢測(cè)引腳，同時(shí)也是輸出過壓保護(hù)、輸出短路保護(hù)檢測(cè)和線電壓補(bǔ)償調(diào)整引腳COM恒壓模式的環(huán)路補(bǔ)償VDD芯片電源供電引腳腳位示意圖極限參數(shù)項(xiàng)目值單位最小值最大值VDD電壓-0.3VDD_clampVVDD箝位的連續(xù)電流10mACOM電壓-0.37VSEN電壓-0.37VINV電壓-0.37V焊接溫度（焊接，10秒）260工作溫度-40105儲(chǔ)存溫度-40150最大工作結(jié)溫-20125注：如果器件工作條件超出上述各項(xiàng)極限值，可能對(duì)器件造成永久性損壞。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(zhǎng)時(shí)間工作在極限工作條件下，其可靠性及壽命可能受到影響

4、。芯片框圖應(yīng)用信息描述M5832是一款低成本、高性價(jià)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(yīng)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(jí)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。啟動(dòng)M5832供電電源端是VDD。啟動(dòng)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(dòng)電流。M5832的啟動(dòng)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(dòng)并開始工作。采用較大的啟動(dòng)電阻可以減小整機(jī)的待機(jī)功耗。一旦VDD超過UVLO（o

5、ff），芯片就進(jìn)入軟啟動(dòng)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(dòng)時(shí)對(duì)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。圖2恒流工作M5832的恒壓/恒流特征曲線如圖1所示。M5832被設(shè)計(jì)應(yīng)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(shí)，當(dāng)INV電壓低于內(nèi)部2.0V的基準(zhǔn)電壓好時(shí)，系統(tǒng)工作在恒流模式，否則系統(tǒng)工作在恒壓模式。當(dāng)次級(jí)輸出電流達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)定的最大電流時(shí)，系統(tǒng)就進(jìn)入恒流模式，并且會(huì)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(huì)調(diào)整開關(guān)的頻率，以使輸出功率保

6、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(yīng)用時(shí)，先是恒流充電直到接近電池充飽的狀態(tài)，隨后再進(jìn)行恒壓充電。在M5832中,恒流值和最大輸出功率可以通過外部的限流電阻RS來設(shè)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，輸出功率也越小；RS越小，恒流值就越大，輸出功率也越大。具體參照?qǐng)D2所示。恒壓工作在恒壓控制時(shí)，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(zhǔn)電壓通過誤差放大器進(jìn)行比較放大，從而調(diào)整輸出電壓。當(dāng)采樣電壓高于內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，誤差

7、放大器的輸出電壓COM減小，從而減小開關(guān)占空比；當(dāng)采樣電壓低于內(nèi)部基準(zhǔn)電壓時(shí)，誤差放大器的輸出電壓COM增加，從而增大開關(guān)占空比，通過這種方式穩(wěn)定輸出電壓。在作為AC/DC電源應(yīng)用時(shí)，正常工作時(shí)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(jìn)行控制。為了實(shí)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(yīng)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(shè)定。當(dāng)功率MOSFET導(dǎo)通時(shí)，負(fù)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(chǔ)在變壓器的磁芯中，當(dāng)功率MOSFET關(guān)斷時(shí)，存儲(chǔ)在變壓器磁芯中的能量傳遞到輸出。此時(shí)輔助繞組反射

8、輸出電壓，具體如圖3所示，計(jì)算公式如下：其中V是指整流二極管上的壓降通過一個(gè)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(shí)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(zhǔn)電壓比較，將其誤差放大。誤差放大器的輸出COM反映負(fù)載的狀況，控制脈寬調(diào)制開關(guān)的占空比，進(jìn)而調(diào)整輸出電壓，這樣就實(shí)現(xiàn)了恒壓控制線損補(bǔ)償 隨著負(fù)載電流的增加，導(dǎo)線上的電壓降也會(huì)增加，導(dǎo)致輸出電壓的減小。M5832內(nèi)置的線損補(bǔ)償電路能夠補(bǔ)償導(dǎo)線的損耗壓降，從而穩(wěn)定輸出電壓。當(dāng)引入了導(dǎo)線損耗壓降以后，輔助繞組反射輸出電壓的計(jì)算公式（1）將會(huì)被修正為。其中Vcab

9、le為導(dǎo)線上的損耗壓降。為了補(bǔ)償導(dǎo)線上的損耗壓降，一個(gè)電壓偏移量被疊加到INV上。這個(gè)電壓偏移量是由一個(gè)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(bǔ)償電流IC與誤差放大器的輸出COM成反比，因此，也與輸出負(fù)載電流成反比?；谝陨显?，線損補(bǔ)償?shù)靡詫?shí)現(xiàn)，具體的計(jì)算公式如下:當(dāng)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(huì)增加。在應(yīng)用時(shí)可以通過調(diào)節(jié)電阻分壓器中電阻的大小來調(diào)整補(bǔ)償?shù)亩嗌?。在恒壓模式下，引入線損補(bǔ)償提高了輸出電壓的精度和負(fù)載調(diào)整率。開關(guān)工作頻率M5832的開關(guān)頻率受控于負(fù)載狀況和工作模式。內(nèi)部電路設(shè)定最大開關(guān)頻率為60KHz。在反激模式的斷續(xù)工作時(shí)，最

10、大輸出功率通過以下公式計(jì)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(jìn)入連續(xù)工作模式，開關(guān)頻率被內(nèi)部環(huán)路鎖定，此時(shí)的開關(guān)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，從而限制了最大的輸出功率，避免了系統(tǒng)進(jìn)入連續(xù)工作模式。電流檢測(cè)和前沿消隱M5832采樣功率MOSFET上的電流是通過SEN來實(shí)現(xiàn)的。M5832不僅設(shè)計(jì)了逐周期的電流限制，而且設(shè)計(jì)了峰值電流限制，最大的峰值電流電壓為0.9V。因此，MOSFET上最大的峰值電流為:M5832在SEN端設(shè)計(jì)了一個(gè)約為540ns的前沿消隱時(shí)間

11、用來防止在開關(guān)導(dǎo)通時(shí)刻錯(cuò)誤的過流保護(hù)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(hào)SEN和誤差放大器的輸出COM共同決定開關(guān)的占空比，穩(wěn)定輸出.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(dòng)，即在M5832正常工作頻率的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)微小的擾動(dòng)。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(dòng)，即逐漸打開功率MOSFET。當(dāng)提供給功率MOSFET的柵驅(qū)動(dòng)太強(qiáng)時(shí)，EMI特性會(huì)變差；當(dāng)提供給功率MOSFET的柵驅(qū)動(dòng)太弱時(shí)，開關(guān)損耗又會(huì)加大，因此需要在EMI特性

12、和開關(guān)損耗之間尋求折衷來提供合適的柵驅(qū)動(dòng)。M5832采用了軟驅(qū)動(dòng)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(guān)損耗。頻率抖動(dòng)和軟驅(qū)動(dòng)的綜合應(yīng)用使系統(tǒng)的EMI特性獲得了很大的改善。保護(hù)控制M5832為了確保系統(tǒng)的正常工作內(nèi)置了多重保護(hù)措施。當(dāng)這些保護(hù)措施一旦被觸發(fā)，將會(huì)關(guān)斷MOSFET。這些保護(hù)措施包括逐周期的電流限制、峰值電流限制、過溫保護(hù)、電源箝位、軟啟動(dòng)、欠壓鎖定等。芯片的供電電源VDD由輔助繞組提供。當(dāng)VDD低于進(jìn)入欠壓鎖定的閾值電壓時(shí)，開關(guān)將會(huì)被關(guān)斷，隨后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入重啟狀態(tài)。M5832每次的重啟都具有軟啟動(dòng)功能。電氣參數(shù)(Ta=25oC,其余情況會(huì)做說明)(如無特殊說明,V

13、IN=12V(注1),TA=25)參數(shù)符號(hào)條件最小值典型值最大值單位啟動(dòng)電流IDD_STVDD=13V520A工作電流IDD_OPINV=2V，SEN=0V，VDD=20V2.53.5mA進(jìn)入欠壓鎖定的閾值電壓UVLO(ON)VDD下降時(shí)7.58.510V退出欠壓鎖定的閾值電壓UVLO(OFF)VDD上升時(shí)13.514.516V過壓保護(hù)的閾值電壓OVPVDD上升直至輸出關(guān)斷272832V電源箝位電壓VDD_clampIDD=10mA303235V前沿消隱時(shí)間TLEB540nS過流保護(hù)閾值Vth_oc870900930mV過流保護(hù)延遲Td_oc150nS輸入阻抗ZSENSE_IN50Kohm軟啟

14、動(dòng)時(shí)間T_ss10mS正常工作頻率Freq_Nom60啟動(dòng)頻率Freq_startupINV=0V,COM=5V14KHZ頻率抖動(dòng)幅度F/Freq±4%誤差放大器的輸入基準(zhǔn)電壓Vref_EA1.9722.03V誤差放大器的直流增益Gdc60dB線損補(bǔ)償最大電流I_COM_MAXINV=2VCOM=0V42A輸出低電平VOLIo=20mA1V輸出高電平VOHIo=20mA8V輸出箝位電壓V_clamp15V上升時(shí)間T_rCL=0.5nF650nS下降時(shí)間T_fCL=0.5nF40nS封裝外形尺寸圖絲印描述型號(hào)封裝描述M5832SRSOT-23-63000/ReelSOT-23-6封裝尺寸項(xiàng)目尺寸（MM）尺寸（英寸）最小最大最小最大A1.0501.2500.0410.049A10.0000.100