啟臣微電子/啟達(dá)科技CR5221/CR5223/CR5224/CR5228/CR5229規(guī)格書綠色節(jié)能電流模反激 PWM 功率開關(guān)
主要特點(diǎn)
• 內(nèi)置 4ms 軟啟動(dòng)以降低功率管開機(jī)尖 峰電流
• 采用輕載降頻設(shè)計(jì)，以提高效率和降低 待機(jī)功耗
• 采用頻率抖動(dòng)以達(dá)到更好的 EMI 性能
• SENCE 峰值電流檢測(cè)輸入端內(nèi)置前沿 消隱功能
• 無音頻噪聲工作模式
• 固定工作頻率：50KHz
• 內(nèi)置斜坡補(bǔ)償
• 低的啟動(dòng)電流和工作電流
• 欠壓鎖定保護(hù)（UVLO）
• 過載保護(hù)(OLP)
• 過溫保護(hù)（OTP）
• 過壓保護(hù)(OVP)
• 具有動(dòng)態(tài)峰值限定功能，在全電壓輸入 范圍內(nèi)獲得比較一致的最大輸出功率
• 保護(hù)解除后自動(dòng)恢復(fù)功能
• 3000V ESD
• 高壓 BiCMOS 工藝
• 內(nèi)置 600V MOSFET
• DIP-8L、SOP-8L 綠色封裝
應(yīng)用
• AC/DC 電源適配器
• DVD/DVB 電源
• 備用開關(guān)電源
• ADSL 等無線路由器開關(guān)電源
概述
CR522X 是內(nèi)置高壓功率 MOSFET 的電流模反激 PWM 控制芯片，適用于 18W 以內(nèi)的 離線式反激開關(guān)電源，具有高性能、低待機(jī)功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)。
為了保證芯片正常工作，CR522X 針對(duì)各種故障設(shè)計(jì)了一系列完善的具有自動(dòng)恢復(fù)功能 的保護(hù)措施，包括軟啟動(dòng)、過溫保護(hù)（OTP）、VDD 欠壓鎖定保護(hù)（UVLO）、過壓保護(hù)（OVP） 及箝位、逐周期電流限制（OCP）、過載保護(hù)（OLP）和圖騰柱輸出驅(qū)動(dòng)高箝位等，特別對(duì) 音頻噪聲和 FM 干擾進(jìn)行了處理。芯片內(nèi)置的頻率抖動(dòng)和圖騰柱柵極軟驅(qū)動(dòng)技術(shù)可容易地獲 得良好的 EMI 性能。
引腳描述
|
名稱 |
描述 |
|
GND |
地。 |
|
FB |
反饋輸入引腳。PWM 控制器的占空比由此引腳上的反饋電壓和 SENSE 引腳
上的檢測(cè)電壓共同決定。 |
|
VDDG |
內(nèi)部柵極驅(qū)動(dòng)電源輸入。 |
|
SENSE |
電流采樣輸入。 |
|
VDD |
芯片電源。 |
|
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
入電容陽極。 |
典型應(yīng)用
極限參數(shù)
|
符號(hào) |
參數(shù) |
值 |
單位 |
|
VDRAIN |
源漏擊穿電壓 |
-0.3V~VBR(DS) |
V |
|
VDD |
工作電壓 |
30 |
V |
|
VDDG |
功率輸出電路的電源電壓 |
30 |
V |
|
IVDD |
VDD箝位的連續(xù)電流 |
10 |
mA |
|
VFB |
FB引腳工作電壓 |
-0.3 to 7V |
V |
|
VSense |
SENSE引腳工作電壓 |
-0.3 to 7V |
V |
ESD |
ESD能力-人體模式 |
3000 |
V |
|
ESD能力-機(jī)械模式 |
250 |
V |
TL |
焊接溫度 |
20秒 DIP-8L |
260 |
℃ |
|
20秒 SOP-8L |
260 |
℃ |
|
TSTG |
儲(chǔ)存溫度范圍 |
-55 to + 150 |
℃ |
|
TJ |
工作結(jié)溫范圍 |
-20 to + 150 |
℃ |
推薦工作環(huán)境
|
產(chǎn)品 |
封裝 |
230VAC ±15% |
85-265VAC |
|
開放式 1 |
開放式 1 |
|
CR5223 |
SOP-8L |
7W |
6W |
|
CR5221 |
DIP-8L |
9W |
8W |
|
CR5224 |
DIP-8L |
15W |
12W |
|
CR5228 |
DIP-8L |
18W |
15W |
|
CR5229 |
DIP-8L |
24W |
18W |
1. 開放式應(yīng)用實(shí)際最大功率必須保證足夠的 Deain 散熱面積，測(cè)試條件 50℃環(huán)境溫度。增加散熱面積或風(fēng) 冷來減小熱阻可以獲得更高的輸出功率。
電氣特性
Ta=25°C （除了另作說明）, VDD = 16V
|
符號(hào) |
參數(shù) |
測(cè)試條件 |
最小 |
典型 |
最大 |
單位 |
|
VDD 供電部分 |
Istartup |
VDD 啟動(dòng)電流 |
VDD=14.1V, 測(cè)試
流入 VDD 端口的漏 電流 |
|
3 |
20 |
uA |
IVDD
(Operation) |
工作電流 |
VFB=3V |
|
2 |
|
mA |
UVLO(ON
) |
VDD 進(jìn)入欠壓鎖定
的閾值 |
|
8.5 |
9 |
9.5 |
V |
UVLO(OFF
) |
VDD 退出欠壓鎖定
的閾值 |
|
14.2 |
14.8 |
16 |
V |
VthOVP(ON) |
VDD 過壓保護(hù)閾值 |
CS=0V, FB=3V
升高 VDD 電壓， 直到 Gate 關(guān)閉 |
27.0 |
28.5 |
30.0 |
V |
|
VDD_Clamp |
VDD 箝位電壓 |
IDD=10mA |
|
30 |
|
V |
|
反饋輸入部分 |
|
VFB_Open |
FB 腳開路電壓 |
|
5.4 |
5.6 |
6.0 |
V |
|
IFB_Short |
FB 腳短路電流 |
短路 FB 腳到地，
測(cè)試短路電流 |
|
1.55 |
|
mA |
|
VTH_0D |
零占空比時(shí) FB 閾值
電壓 |
|
|
0.8 |
|
V |
|
VTH_PL |
過載 FB 閾值電壓 |
|
|
3.7 |
|
V |
|
TD_PL |
過載延遲時(shí)間 |
|
|
50 |
|
mS |
|
ZFB_IN |
FB 端輸入阻抗 |
|
|
4 |
|
K? |
|
電流檢測(cè)部分 |
|
TSoft |
軟啟動(dòng)時(shí)間 |
|
|
4 |
|
ms |
|
T_blanking |
前沿消隱時(shí)間 |
|
|
300 |
|
ns |
|
ZSENSE_IN |
SENSE 端輸入阻抗 |
|
|
40 |
|
K? |
|
TD_OC |
過流檢測(cè)控制延遲時(shí)
間 |
從過流發(fā)生到 Gate
驅(qū)動(dòng)關(guān)閉的時(shí)間 |
|
120 |
|
nS |
|
VTH_OC |
電流限制閾值電壓 |
FB=3.3V |
0.76 |
0.8 |
0.82 |
V |
|
振蕩器部分 |
|
Fosc |
正常的振蕩頻率 |
|
45 |
50 |
55 |
KHz |
|
△f_Temp |
溫度與頻率穩(wěn)定性 |
|
|
5 |
|
% |
|
△f_VDD |
VDD 電壓與頻率穩(wěn)
定性 |
|
|
5 |
|
% |
|
D_max |
最大占空比 |
FB=3.3V, CS=0V |
70 |
80 |
90 |
% |
|
F_Burst |
Burst Mode 頻率 |
|
|
22 |
|
KHz |
|
高壓功率 MOSFET 部分 |
|
BVdss |
MOSFET 漏 源擊穿
電壓 |
VGS=0V, IDS=250uA |
600 |
|
|
V |
RDS(on)* |
漏源之間靜態(tài)導(dǎo)通電 阻 |
VGS=10
V， IDS=1A |
CR5223 SOP-8 |
|
6.5 |
9.0 |
? |
|
CR5221 DIP-8 |
|
6.5 |
9.0 |
? |
|
CR5224 DIP-8 |
|
5.0 |
5.8 |
? |
|
CR5228 DIP-8 |
|
3.8 |
4.2 |
? |
|
CR5229 DIP-8 |
|
2.0 |
3.0 |
? |
|
頻率抖動(dòng)部分 |
|
△f_SOC |
頻率抖動(dòng)范圍 |
|
-4 |
|
4 |
% |
|
過溫保護(hù)部分 |
|
TOTP |
過溫保護(hù)點(diǎn) |
|
135 |
150 |
165 |
0C |
* 集成化功率 MOSFET 的內(nèi)阻和封裝形式、散熱、環(huán)境溫度都有關(guān)系，本說明書所給值為 室溫下分立封裝的 MOSFET 內(nèi)阻。
工作描述 啟動(dòng)電流和啟動(dòng)控制
CR522X 具有很低的啟動(dòng)電流，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以采用一個(gè)非常大的啟動(dòng)電阻，既能滿足 芯片的快速啟動(dòng)，又能使啟動(dòng)功率損耗減到最小。例如，對(duì)于全輸入電壓范圍的 AC/DC 轉(zhuǎn) 換器應(yīng)用，只需要一個(gè) 2M?、0.125W 的電阻與 VDD 外面的小電容相連就能使芯片快速啟動(dòng)。
CR522X 的工作電流低于 2mA，較低的芯片工作電流以及輕載時(shí)所采用的 Burst 工作模 式，使芯片在輕載工作時(shí)具有較高的工作效率。
軟啟動(dòng)
每一次 VDD 電源啟動(dòng)瞬間，CR522X 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)期間功率管電壓應(yīng)力。注意：無論何種保護(hù)導(dǎo)致的 VDD 再次啟動(dòng)，都必將觸發(fā)軟 啟動(dòng)功能。
優(yōu)化的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。
CR522X 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 PFM 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，從而減小音頻噪聲。
頻率抖動(dòng)
CR522X 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)。
峰值電流檢測(cè)和前沿消隱
CR522X 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 SENCE 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 SENCE 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 SENSE 端所產(chǎn)生的瞬時(shí)大電壓，防止錯(cuò)誤的 SENCE 峰值電流 檢測(cè)。在前沿消隱時(shí)間內(nèi)，功率 MOSFET 始終保持關(guān)斷。這樣就可以節(jié)省一個(gè)外部的 RC 網(wǎng)絡(luò)。
內(nèi)部斜波補(bǔ)償
斜波補(bǔ)償電路在 SENSE 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)
CR522X 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 Totem Pole 柵極軟驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)通過調(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)。除此之外，柵極 的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度還可以通過調(diào)整 VDD 和 VDDG 之間的電阻來實(shí)現(xiàn)?？梢院芎玫目刂坡O的下降 沿，使得系統(tǒng)的 EMI 設(shè)計(jì)具有更大的靈活性。
保護(hù)控制
為了確保系統(tǒng)的正常工作，CR522X 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)， 將關(guān)斷功率 MOSFET。這些保護(hù)措施包括逐周期電流限制（OCP）、過溫保護(hù)（OTP）、過載 保護(hù)（OLP）、VDD 欠壓鎖定（UVLO）保護(hù)、過壓保護(hù)（OVP）和 VDD 箝位功能。
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 端電壓大于過載限制閾值 TD_PL（典型 50ms）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 UVLO（ON）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 過壓保護(hù)閾 值時(shí)，CR522X 將關(guān)閉輸出并一直保持該狀態(tài)直到 VDD 電壓下降到 UVLO（ON）閾值后， 芯片重新啟動(dòng)。當(dāng) VDD 電壓超過 VDD 箝位閾值時(shí)，內(nèi)部 VDD 箝位電路將 VDD 箝位在 30V， 以保護(hù) VDD 端口。此時(shí) CR522X 的輸出仍然關(guān)閉。
特別注意：CR522X 內(nèi)建 LEB 前沿消隱電路和 SENSE 部分 RC 濾波電路。由于內(nèi)建 RC 不能完全適應(yīng)所有情況下的 SPIKE 的波形特點(diǎn)，部分電路上需要增加 Cs 電容，取值范圍 103~104，在應(yīng)用時(shí)候需要特別注意。
特性曲線及波形
(VDD=16V, TA=25℃除非特殊說明
尺寸描述
|
符號(hào) |
毫米 |
英寸 |
|
最小 |
典型 |
最大 |
最小 |
典型 |
最大 |
|
A |
|
|
5.334 |
|
|
0.210 |
|
A1 |
0.381 |
|
|
0.015 |
|
|
|
A2 |
3.175 |
3.302 |
3.429 |
0.125 |
0.130 |
0.135 |
|
b |
|
1.524 |
|
|
0.060 |
|
|
b1 |
|
0.457 |
|
|
0.018 |
|
|
D |
9.017 |
9.271 |
10.160 |
0.355 |
0.365 |
0.400 |
|
E |
|
7.620 |
|
|
0.300 |
|
|
E1 |
6.223 |
6.350 |
6.477 |
0.245 |
0.250 |
0.255 |
|
e |
|
2.540 |
|
|
0.100 |
|
|
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? |
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 |
|
0.406 |
|
|
0.016 |
|
|
c |
|
0.203 |
|
|
0.008 |
|
|
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° |
|
產(chǎn)品型號(hào) |
封裝類型 |
包裝材質(zhì) |
一管 |
一盒 |
一箱 |
|
CR522X |
DIP-8L |
管裝 |
50 |
2000 |
20000 |
DIP-8L 封裝產(chǎn)品最小訂購(gòu)量為 2000 片，即一盒的芯片數(shù)量。
|
產(chǎn)品型號(hào) |
封裝類型 |
包裝材質(zhì) |
一管 |
一盒 |
一箱 |
|
CR522X |
SOP-8L |
管裝 |
100 |
10000 |
100000 |
SOP-8L 封裝
