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高性能准谐振开关电源控制芯片DK212成熟型方案应用

钜大LARGE  |  点击量:1085次  |  2020年03月04日  

高性能准谐振开关电源控制芯片DK212是一款符合6级能效标准的次级反馈,反激式AC-DC高性能准谐振开关电源控制芯片。芯片内置高压功率管,芯片内还包含有准谐振检测、SLEEp超低待机、自供电等电路,并具有输出短路、次级开路、过温、过压等保护功能。芯片采用高集成度的CMOS电路设计,具有外围元件极少,变压器成本低(隔离输出电路的变压器只需要两个绕组)等特点。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212产品特点



全电压输入85V—265V。内置700V功率管。


专利的自供电技术,变压器无需外部供电绕组,无需启动电阻(降低成品成本)。


特有的SLEEp技术使芯片具有超低的待机功耗。


内置pWM准谐振电路,增加电源转换效率和保证良好的EMC特性。


过温、过流、过压以及输出短路,次级开路,光耦失效保护。


4KV防静电ESD测试。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212应用领域


12W以下AC-DC应用包括:电源适配器、充电器、电磁炉、空调、DVD、机顶盒等家


电产品。


极限参数


供电电压VDD…………………………………………………………………-0.3V--8V供电电流VDD…………………………………………………………………。100mA引脚电压…………………………………………………。..。.-0.3V--VDD+0.3V功率管耐压…………………………………………………………。..-0.3V--730V


IS最大电压。..。………………………………………………………………400mV总耗散功率………………………………………………………………1000mW工作温度………………………………………………………。-25?C--+125?C储存温度………………………………………………………。-55?C--+150?C焊接温度…………………………………………………………….+280?C/5S



高性能准谐振开关电源控制芯片DK212上电启动:


芯片内置高压启动电流源;上电启动时当VDD电压小于启动电压时,打开三极管对外部的VDD储能电容C4充电。当VDD电压达到启动电压VCC_Start的时候,关闭启动电流源,启动过程结束,控制逻辑开始输出pWM脉冲并检测IS电阻,当IS接电阻RS对地时,设定最大峰值电流Ip_Max=Vlim/RS(Vlim是IC6脚内部检测电压最大值);当IS脚直接接地时,设定最大峰值电流为Ip_Max=700mA;


软启动:


上电启动结束后,为防止输出电压建立过程可能产生的变压器磁芯饱和,功率管和次级整流管应力过大,芯片内置软启动电路,在软启动时初级峰值电流最大为0.5倍最大峰值电流。



高性能准谐振开关电源控制芯片DK212采用准谐振输出方式,当检测到OC谐振到最低电压时,开通pWM输出,打开开关管给电感充电,这样减小了开关管的开关损耗,提高了电源的转换效率。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212FB检测和反馈控制:


Fb引脚外部连接一只电容,以平滑Fb电压,外接电容会影响到电路的反馈瞬态特性及电路的稳定工作,典型应用可在1nF~10nF之间选择;芯片依据FB电压控制pWM输出峰值电流和工作频率。


SLEEp模式:


为实现超低待机功耗,芯片设计了SLEEp模式时,当输出功率逐渐下降到50mW以下时,芯片进入SLEEp模式。可以实现系统超低的待机功耗(《60mW)。


自供电:


芯片使用了专利的自供电技术,控制VDD的电压在4.7V左右,提供芯片本身的电流消耗,无需外部辅助绕组提供。自供电电路只能提供芯片自身的电流消耗,不能为外部线路提供能量。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212过温保护(OTp):


芯片在内部集成了过温保护功能,如果因外部温度过高或者其它异常原因造成芯片温度过高,检测到芯片温度超过130℃,立即启动过温保护,停止输出脉冲,关断功率管并进入异常保护模式,温度异常解除后恢复正常工作。


初级过流保护:


外部变压器初级线圈的电流过大时,软启动结束后,如果在pWM开通500ns时检测


到初级线圈电流达到最大峰值电流Ip_Max,芯片立即关断功率管,进入异常保护模式。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212供电电源异常:


因外部异常导致VCC电压低于VCC_Min时,芯片将关断功率管,进行重新启动。


因外部异常导致VCC电压高于VCC_Max时,立即启动VCC过压保护,停止输出脉冲并进入异常保护模式。




高性能准谐振开关电源控制芯片DK212短路和过载保护(OCp):


次级输出短路或者过载时,如果FB电压连续0.8S低于短路保护阀值Vfb_L;芯片


立即关断功率管,进入异常保护模式。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212异常保护模式:


芯片进入异常保护模式后,关闭pWM输出,启动800ms定时器。在800ms内,VCC


电压下降并维持4.6V,800ms后,芯片结束异常状态。



高性能准谐振开关电源控制芯片DK212异常保护模式:


芯片进入异常保护模式后,关闭pWM输出,启动800ms定时器。在800ms内,VCC


电压下降并维持4.6V,800ms后,芯片结束异常状态。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212我们可以通过磁芯的制造商提供的图表进行选择,EE19的Ap=1243mm^4,EF20的


Ap=2231mm^4,从设计性能优化角度以及为改善EMI设计增加初、次级屏蔽层来选择,可以选择EF20这款变压器(AE=33.5,属于标称值,请按实物测量为准),这样变压器生产和效率,散热上更有优势。


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