CR552X高壓?jiǎn)?dòng)綠色節(jié)能反激功率開關(guān)
主要特點(diǎn)
• 700V高壓?jiǎn)?dòng)
• 待機(jī)<30mW
• 效率均衡技術(shù)、滿足能效六級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
• 集成600V MOSFET
• 內(nèi)置65kHz固定PWM頻率
• 內(nèi)置軟啟動(dòng)技術(shù)降低開機(jī)MOSFET功 率管漏源電壓應(yīng)力
• 頻率抖動(dòng)技術(shù)改善了EMI特性
• 工作無(wú)音頻噪音
• 過(guò)壓保護(hù)(OVP)鎖存
• 過(guò)載保護(hù) (OLP)和過(guò)溫保護(hù)(OTP)自 動(dòng)恢復(fù)
• 內(nèi)置同步斜坡補(bǔ)償增強(qiáng)環(huán)路穩(wěn)定性
• 內(nèi)置前沿消隱(LEB)
• 內(nèi)置動(dòng)態(tài)峰值電流補(bǔ)償功能,在輸入 85V~264V的寬電壓下可實(shí)現(xiàn)恒定最 大輸出功率
• 4000V HBM ESD能力
• SOP-8L,DIP-8L 綠色封裝
基本應(yīng)用
• AC/DC電源適配器
• 開放式電源
• 電池充電器
• ATX待機(jī)電源
• 機(jī)頂盒電源
• PDA電源
產(chǎn)品概述
CR552X 是一款采用 700V 高壓?jiǎn)?dòng)、內(nèi)置 65kHz 固定工作頻率、30mW 超低待機(jī)功耗 的電流模 PWM 控制芯片,適用于 15W 以內(nèi)的全電壓范圍離線開關(guān)電源。輕載和無(wú)負(fù)載情 況下自動(dòng)進(jìn)入綠色模式和 Burst 模式,可以有效減小電源模塊的待機(jī)功耗,滿足能效六級(jí)標(biāo) 準(zhǔn)要求。CR552X 內(nèi)置了同步斜坡補(bǔ)償電路,動(dòng)態(tài)峰值限制電路減小了在寬電壓輸入時(shí)最大 輸出功率的變化;CR552X 內(nèi)置了多種保護(hù)功能,驅(qū)動(dòng)輸出采用的圖騰柱和軟驅(qū)動(dòng)可有效降 低了開關(guān)噪聲,更加容易地獲得良好的 EMI 性能。
產(chǎn)品型號(hào) |
待機(jī)功耗 |
適用功率 |
封裝 |
CR5521 |
<30mW |
<6W |
SOP-8L |
CR5524 |
<30mW |
<11W |
DIP-8L |
CR5528 |
<30mW |
<15W |
DIP-8L |
引腳描述
管腳號(hào) |
名稱 |
描述 |
1 |
NC |
懸空腳 |
2 |
VDD |
芯片供電電源。 |
3 |
FB |
輸出電壓反饋輸入腳,引腳的輸出電流可以控制PWM的工作周期、
短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)。 |
4 |
CS |
原邊電流檢測(cè)腳,通過(guò)檢測(cè)CS電阻上的電壓檢測(cè)流過(guò)功率管的電流大
小,通過(guò)該腳可以調(diào)節(jié)最大輸出功率。 |
5,6 |
Drain |
高壓MOSFET漏極,連接在變壓器初級(jí)側(cè)線圈一端,線圈另一端接整
流輸入電容陽(yáng)極。 |
7,8 |
GND |
芯片地。 |
極限參數(shù)
符號(hào) |
參數(shù) |
值 |
單位 |
VDD |
工作電壓 |
30 |
V |
IOVP |
VDD過(guò)電壓時(shí)最大輸入電流 |
10 |
mA |
VFB |
FB引腳工作電壓 |
-0.3 to 6V |
V |
VCS |
CS引腳工作電壓 |
-0.3 to 6V |
V |
TL |
焊接溫度 |
10秒 DIP-8L和SOP-8L |
260 |
℃ |
TSTG |
儲(chǔ)存溫度范圍 |
-55 to + 150 |
℃ |
推薦工作環(huán)境
符號(hào) |
參數(shù) |
最小~最大 |
單位 |
VDD |
VDD 電源電壓 |
10~23 |
V |
TOA |
工作環(huán)境溫度 |
-20~85 |
℃ |
PO |
最大輸出功率 |
CR5521 |
0~6 |
W |
CR5524 |
0~11 |
W |
CR5528 |
0~15 |
W |
電氣特性
(Ta=25℃, VDD = 18V,除了另作說(shuō)明)
符號(hào) |
參數(shù) |
測(cè)試條件 |
最小 |
典型 |
最大 |
單位 |
IDrain |
Drain腳啟動(dòng)電流 |
VDD=2V,
Drain=100V |
|
2 |
|
mA |
IDrain_leakage |
Drain腳漏電流 |
VDD=18V, Drain=500V,FB=0 |
|
|
10 |
μA |
電源電壓(VDD Pin) |
IST |
啟動(dòng)電流 |
|
|
5.0 |
20.0 |
μA |
IOP |
工作電流 |
VFB=3V |
|
2 |
2.5 |
mA |
工作電流 |
VDD=15V, VFB=1V |
|
0.8 |
1 |
mA |
UVLO_OFF |
開啟電壓 |
|
13.5 |
14.5 |
15.5 |
V |
UVLO_ON |
關(guān)閉電壓 |
|
8 |
9 |
10 |
V |
Vpull-up |
GATE上拉PMOS
導(dǎo)通觸發(fā)電壓 |
|
|
12 |
|
V |
VDD_CLAMP |
VDD引腳鉗位電壓 |
IVDD=10mA |
30 |
32 |
34 |
V |
VDD_OVP |
VDD過(guò)壓保護(hù)電壓 |
|
24 |
26 |
28 |
V |
Vth_recovery |
自恢復(fù)閾值電壓 |
|
|
5 |
|
V |
Vth_latch |
鎖存閾值電壓 |
|
|
4.2 |
|
V |
電壓反饋 (FB Pin) |
IFB |
短路電壓 |
VFB=0V |
|
0.2 |
|
mA |
VFB |
開路電壓 |
VFB=Open |
|
5 |
|
V |
Dmax |
最大占空比 |
|
75 |
80 |
85 |
% |
VREF_GREEN |
進(jìn)入綠色模式時(shí)基
準(zhǔn)電壓點(diǎn) |
|
|
2 |
|
V |
VREF_Burst_H |
退出Burst模式 |
|
|
1.3 |
|
V |
VREF_Burst_L |
進(jìn)入Burst模式 |
|
|
1.1 |
|
V |
VOLP |
進(jìn)入OLP,F(xiàn)B電壓 |
|
|
3.7 |
|
V |
TOLP |
OLP延遲時(shí)間 |
|
80 |
88 |
96 |
ms |
ZFB |
FB阻抗 |
|
|
25 |
|
kohm |
電流檢測(cè)(CS Pin) |
SST |
軟啟動(dòng)時(shí)間 |
|
|
4 |
|
ms |
T_blanking |
前沿消隱屏蔽時(shí)間 |
|
|
320 |
|
ns |
ZCS_IN |
CS輸入阻抗 |
|
|
40 |
|
kohm |
TD_OC |
過(guò)流檢測(cè)延遲時(shí)間 |
|
|
120 |
|
ns |
VTH_OC |
峰值限制低端電壓
(Dmin=0%) |
|
|
0.75 |
|
V |
VOCP_clamping |
峰值限制高端電壓
(Dmax=80%) |
|
|
0.9 |
|
V |
振蕩器 |
FOSC |
PWM工作時(shí)頻率 |
|
60 |
65 |
70 |
kHz |
FPFM |
PFM工作最低頻率 |
|
|
22 |
|
kHz |
ΔFVDD |
頻率VDD電壓穩(wěn)定
性 |
|
|
1 |
|
% |
ΔFTEMP |
頻率溫度穩(wěn)定性 |
|
|
1 |
|
% |
FJITTER |
頻率抖動(dòng) |
|
|
±4 |
|
% |
Fshuffling |
頻抖頻率 |
|
|
32 |
|
Hz |
功率MOSFET |
BVdss |
MOSFET漏源擊穿
電壓 |
|
600 |
|
|
V |
Rdson |
導(dǎo)通電阻, Id=0.5A |
CR5521 |
|
8.7 |
9 |
? |
導(dǎo)通電阻, Id=0.5A |
CR5524 |
|
8.7 |
9 |
? |
導(dǎo)通電阻, Id=1.0A |
CR5528 |
|
4 |
5 |
? |
過(guò)溫保護(hù) |
OTP |
過(guò)溫保護(hù) |
|
|
150 |
|
℃ |
工作原理描述
CR552X 是一款高性能的電流模式 PWM 電源開關(guān),用于超低待機(jī)功耗和低成本的離線 式反激轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中。輕載和無(wú)負(fù)載情況下自動(dòng)進(jìn)入綠色模式和 Burst 模式,可以有效減小 電源模塊的待機(jī)功耗,滿足能效六級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。
內(nèi)置高壓?jiǎn)?dòng)和欠壓鎖定
CR552X 采用了具有專利技術(shù)的高壓?jiǎn)?dòng)電路,在啟動(dòng)時(shí)為 VDD 提供 2mA 的啟動(dòng)電流, 當(dāng) VDD 電壓充電到高于 UVLO_OFF 時(shí),啟動(dòng)電流關(guān)閉,以達(dá)到降低系統(tǒng)功耗,減少待機(jī)損 耗的目的。當(dāng) VDD 電容上的電壓低于 UVLO_ON,啟動(dòng)電流并不會(huì)對(duì) VDD 充電,VDD 電壓 繼續(xù)下降到 Vth_recovery 閾值后,芯片重新啟動(dòng)。這個(gè)遲滯電壓有效地降低了芯片在輸出短 路情況下的短路功耗。
工作電流
CR552X 的工作電流為 2mA,這種較低的工作電流和 Burst 模式能夠更好的實(shí)現(xiàn)效率的 提高與待機(jī)功耗的降低,在無(wú)負(fù)載情況下工作電流進(jìn)一步降低,保證能夠?qū)崿F(xiàn)超低待機(jī)功耗
(30mW 以下)。
軟啟動(dòng)
每一次VDD電源啟動(dòng)瞬間,CR552X芯片內(nèi)部都將觸發(fā)軟啟動(dòng)功能,即在VDD電壓達(dá)到 UVLO_OFF以后,在大約4ms時(shí)間內(nèi),峰值電流從0上升到最大值峰值電流,以減少電源啟動(dòng) 期間功率MOSFET的電壓應(yīng)力。注意:無(wú)論何種保護(hù)導(dǎo)致的VDD再次啟動(dòng),都必將觸發(fā)軟 啟動(dòng)功能。
頻率抖動(dòng)
CR552X 具有頻率抖動(dòng)功能,即開關(guān)頻率以一個(gè)固定的中心頻率為基準(zhǔn),在一定范圍內(nèi) 小幅隨機(jī)變化,從而分散了諧波干擾能量。擴(kuò)展的頻譜降低了窄帶 EMI,因此簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè) 計(jì)。
綠色模式和Burst模式控制
在輕載或者空載情況下,開關(guān)電源的大部分損耗來(lái)源于功率 MOSFET 的開關(guān)損耗,變 壓器鐵損和緩沖電路的損耗。功率損失的程度正比于開關(guān)頻率。較低的開關(guān)頻率可以降低功 率損耗,達(dá)到節(jié)能的目的。
CR552X 的開關(guān)頻率可根據(jù)開關(guān)電源負(fù)載情況進(jìn)行內(nèi)部調(diào)節(jié)。正常負(fù)載條件下,芯片以 固定頻率發(fā)波;當(dāng)負(fù)載減小到某一點(diǎn)的時(shí)候,芯片開始工作在綠色模式,即負(fù)載越輕芯片工
作頻率越低;如果負(fù)載進(jìn)一步降低到一定程度以后,芯片開始間歇性地發(fā)波,從而極大的減 小待機(jī)功耗。
開關(guān)頻率控制采用無(wú)噪音工作模式,在任何負(fù)載情況下都不會(huì)進(jìn)入人耳敏感的音頻范 圍,從而消除音頻噪聲。
峰值電流檢測(cè)和前沿消隱
CR552X 采用電流模式 PWM 控制技術(shù),具有逐周期峰值電流限制功能。在 MOSFET 導(dǎo)通瞬間,功率管將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的瞬時(shí)電流,該電流流過(guò) CS 峰值檢測(cè)電阻并在其兩端 產(chǎn)生一個(gè)很大的瞬時(shí)電壓,從而引起錯(cuò)誤的 CS 峰值電流檢測(cè)。前沿消隱電路就是為了濾除 MOSFET 導(dǎo)通瞬間 CS 端所產(chǎn)生的瞬時(shí)大電壓,防止錯(cuò)誤的 CS 峰值電流檢測(cè)。在前沿消隱 時(shí)間內(nèi),不關(guān)斷內(nèi)部功率 MOSFET。CR552X 中設(shè)計(jì)了 320ns 的前沿消隱電路,它可以代替 傳統(tǒng)的外接 RC 濾波電路,節(jié)省外圍元件。
內(nèi)部斜波補(bǔ)償
斜波補(bǔ)償電路在 CS 端檢測(cè)電壓信號(hào)上疊加了一個(gè)三角波信號(hào)。這極大的改善了系統(tǒng)工 作在 CCM 模式的閉環(huán)穩(wěn)定性,防止次諧波振蕩,減小輸出紋波電壓。
功率管驅(qū)動(dòng)
CR552X 內(nèi)置功率 MOSFET 采用柵極軟驅(qū)動(dòng)控制。柵極驅(qū)動(dòng)能力太弱將導(dǎo)致較高的開 關(guān)損耗;柵極驅(qū)動(dòng)能力太強(qiáng)又將導(dǎo)致 EMI 特性較差。因此兩者之間必須采取一定的折中設(shè) 計(jì)。
內(nèi)置的圖騰柱柵極軟驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度和死區(qū)時(shí)間很好地實(shí)現(xiàn)了這個(gè)折中關(guān) 系,從而使芯片更容易降低系統(tǒng)損耗并且實(shí)現(xiàn)良好的 EMI 特性設(shè)計(jì)。
保護(hù)控制
為了確保系統(tǒng)的正常工作,CR552X 內(nèi)置了多重保護(hù)措施。這些保護(hù)措施一旦被觸發(fā), 將關(guān)斷功率 MOSFET。能夠自動(dòng)恢復(fù)的保護(hù)包括逐周期電流限制(OCP)、過(guò)溫保護(hù)(OTP)、 過(guò)載保護(hù)(OLP)、VDD 欠壓鎖定(UVLO)保護(hù);當(dāng) VDD 過(guò)壓保護(hù)(OVP),將進(jìn)入鎖存 狀態(tài)。
逐周期電流限制(OCP)帶有內(nèi)置線電壓補(bǔ)償,可實(shí)現(xiàn)寬輸入電壓范圍(85V~265V) 時(shí)恒定功率輸出控制。
當(dāng) FB 端電壓大于過(guò)載限制閾值 TOLP 后,控制電路關(guān)閉功率開關(guān)管并一直保持該狀態(tài)直 到 VDD 電壓下降到 Vth_recovery 閾值后,芯片重新啟動(dòng)。
芯片正常工作時(shí) VDD 電壓由變壓器輔助繞組提供。當(dāng) VDD 電壓大于 VDD 過(guò)壓保護(hù)閾
值時(shí),CR552X 將進(jìn)入鎖存保護(hù)狀態(tài),VDD 電壓下降到 Vth_recovery 閾值后,VDD 電壓會(huì) 重新充電,但芯片不會(huì)重新啟動(dòng),除非去掉系統(tǒng)電源,且使 VDD 電壓下降到 Vth_latch 電 壓以下,然后重新供電,系統(tǒng)將重新啟動(dòng)。
當(dāng) VDD 電壓超過(guò) VDD 箝位閾值時(shí),內(nèi)部 VDD 箝位電路將 VDD 箝位在 32V,以保護(hù) VDD 端口。此時(shí) CR552X 的輸出仍然關(guān)閉。
特性曲線及波形
(VDD=18V, TA=25℃ 除了另作說(shuō)明)。
尺寸描述
符號(hào) |
毫米 |
英寸 |
最小 |
典型 |
最大 |
最小 |
典型 |
最大 |
A |
1.346 |
|
1.752 |
0.053 |
|
0.069 |
A1 |
0.101 |
|
0.254 |
0.004 |
|
0.010 |
b |
0.38 |
|
0.51 |
0.015 |
|
0.020 |
c |
0.17 |
|
0.23 |
0.007 |
0.008 |
0.009 |
D |
4.648 |
|
4.978 |
0.183 |
|
0.196 |
E |
3.810 |
|
3.987 |
0.150 |
|
0.157 |
e |
1.016 |
1.270 |
1.524 |
0.040 |
0.050 |
0.060 |
F |
|
0.381X45° |
|
|
0.015X45° |
|
H |
5.791 |
|
6.197 |
0.228 |
|
0.244 |
L |
0.406 |
|
1.270 |
0.016 |
|
0.050 |
θ? |
0° |
|
8° |
0° |
|
8° |
尺寸描述
符號(hào) |
毫米 |
英寸 |
最小 |
典型 |
最大 |
最小 |
典型 |
最大 |
A |
|
|
5.334 |
|
|
0.210 |
A1 |
0.381 |
|
|
0.015 |
|
|
A2 |
3.175 |
3.302 |
3.429 |
0.125 |
0.130 |
0.135 |
b |
1.470 |
1.524 |
1.570 |
0.058 |
0.060 |
0.062 |
b1 |
0.380 |
0.460 |
0.510 |
0.015 |
0.018 |
0.021 |
D |
9.017 |
9.271 |
10.160 |
0.355 |
0.365 |
0.400 |
E |
7.620 |
7.870 |
8.25 |
0.300 |
0.310 |
0.325 |
E1 |
6.223 |
6.350 |
6.477 |
0.245 |
0.250 |
0.255 |
e |
2.500 |
2.540 |
2.580 |
0.098 |
0.100 |
0.102 |
L |
2.921 |
3.302 |
3.810 |
0.115 |
0.130 |
0.150 |
eB |
8.509 |
9.017 |
9.525 |
0.335 |
0.355 |
0.375 |
θ? |
0? |
7? |
15? |
0? |
7? |
15? |
產(chǎn)品型號(hào) |
封裝類型 |
包裝材質(zhì) |
一管 |
一盒 |
一箱 |
CR552X |
SOP-8L |
料管 |
100 |
10000 |
100000 |
CR552X |
DIP-8L |
料管 |
50 |
2000 |
20000 |