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時間：2016-01-27 10:29

CR6853具有低 EMI 技術(shù)的低成本綠色節(jié)能 PWM 控制器

主要特點(diǎn)

 低成本、PWM&PFM&CRM  (周期復(fù)位 模式)控制
 低啟動電流 (約3µA)
 低工作電流 (約1.2mA)
 電流模式控制
 內(nèi)置同步斜坡補(bǔ)償
 低EMI技術(shù)
 PWM頻率外部可調(diào)
 輕載工作無音頻噪音
 內(nèi)置前沿消隱

 在輸入90V~264V的寬電壓下可實(shí)現(xiàn)恒 定最大輸出功率
 GATE引腳驅(qū)動輸出高電平鉗位18.0V
 VDD引腳過壓保護(hù)34.0V
 欠壓鎖定(UVLO)、周期電流限制、短 路保護(hù)、過載保護(hù)等保護(hù)功能
 具有自動恢復(fù)的保護(hù)功能
 高壓BiCMOS工藝
 SOT-23-6L，SOP-8L ，DIP-8L 無鉛封裝


 

概述

CR6853 是一款高集成度，低功耗的電流 模 PWM 控制芯片，該芯片適用于離線式 AC-DC 反激拓?fù)涞男」β孰娫茨K。芯片可 以通過外接電阻改變工作頻率；在輕載和無負(fù) 載情況下自動進(jìn)入 PFM 和 CRM，這樣可以 有效減小電源模塊的待機(jī)功耗，達(dá)到綠色節(jié)能 的目的。CR6853 具有很低的啟動電流，因此 可以采用一個 2 兆歐姆的啟動電阻。為了提高 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，防止次諧波振蕩，CR6853 內(nèi) 置了同步斜坡補(bǔ)償電路；而動態(tài)峰值限制電路減小了在寬電壓輸入(90V~264V)時最大輸出 功率的變化；內(nèi)置的前沿消隱電路可以消除開 關(guān)管每次開啟產(chǎn)生的干擾。CR6853 內(nèi)置了多 種保護(hù)功能：過壓保護(hù) 、逐周期峰值電流限 制、欠壓鎖定（可以用它實(shí)現(xiàn)短路和過流保護(hù)） 以及輸出驅(qū)動的高電平鉗位在 18.0V 以下。 而驅(qū)動輸出采用的圖騰柱和軟驅(qū)動有效降低 了開關(guān)噪聲。 CR6853 提供 SOT-23-6L， SOP-8L 和 DIP-8L 無鉛封裝。


引腳描述
 

名稱	描述
GND	芯片地
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)和過載保護(hù)
RI	用來調(diào)節(jié)PWM開關(guān)頻率。通過改變該腳和地之間的電阻實(shí)現(xiàn)
SEN	原邊電流檢測腳，通過檢測SEN電阻上的電壓檢測流過功率管的電流大小， 通過該腳可以調(diào)節(jié)最大輸出功率
VDD	芯片供電電源
GATE	圖騰柱輸出驅(qū)動外圍功率管

工作描述 電流模式

電流模式控制比電壓模式控制多了一個 電流反饋環(huán)。當(dāng)初級線圈上的電流在采樣電阻 RSENSE 上的電壓達(dá)到電壓環(huán)的輸出誤差電壓時, 鎖存器復(fù)位,功率管截止。這樣逐個檢測和調(diào)
節(jié)電流脈沖就可以達(dá)到控制輸出電壓的目的。 電流反饋具有良好的線性調(diào)整率和快速的輸 入輸出動態(tài)響應(yīng)；消除了輸出濾波電感帶來的 極點(diǎn),使系統(tǒng)由二階降為一階,頻響特性好,穩(wěn) 定幅度大,同時還優(yōu)化了過載保護(hù)和短路保 護(hù)。
 

啟動電流和欠壓鎖定

CR6853的啟動電流很小，因此在不增加 啟動時間的基礎(chǔ)上，一個更大的啟動電阻可以 采用； 對于一個寬輸入電壓(90V~264V)的 AC-DC適配器，一個2 M?，1/8 W 的啟動電 阻和一個10uF/25V  VDD  電容器可以采用。
CR6853 的 啟 動 / 關(guān) 閉 電 壓 被 設(shè) 定 在 14V/8.8V。啟動時，VDD電容器必須通過啟 動電阻充電高于14V，關(guān)閉時，VDD電容上的 電壓必須低于8.8V。這5.2V的遲滯電壓有效 地保證了芯片能夠正常啟動。 內(nèi)部偏置電流和工作頻率
RI引腳和GND引腳之間的電阻決定了內(nèi) 部偏置電流的大小，而內(nèi)部振蕩器利用該電流 對固定電容充放電產(chǎn)生振蕩信號。所以增加電 阻可以減小偏置電流，同時降低開關(guān)頻率。RI 和PWM開關(guān)頻率的關(guān)系如下：

例如， 一個 100k? 的電阻可以產(chǎn)生一個 20uA 的偏置電流和一個65K的PWM開關(guān)頻 率；CR6853的建議工作頻率范圍是50KHz到150KHz之間。
 

綠色節(jié)能

對一個小功率反激電源而言，主要的損耗 包括傳導(dǎo)損耗、開關(guān)損耗和控制芯片的損耗， 而這些損耗都和開關(guān)頻率有關(guān)。所以在輕負(fù)載 或則無負(fù)載時，通過降低PWM工作頻率，可 以有效的減小反激電源的待機(jī)功耗。為了實(shí)現(xiàn) 符合標(biāo)準(zhǔn)的待機(jī)功耗，CR6853采用了PWM， PFM 和CRM相結(jié)合的控制方法：在中等負(fù)載 或重載時，CR6853工作在PWM方式，頻率 為65kHz(RI外接100K電阻時) ；通過修改脈 沖寬度，CR6853可以控制輸出電壓。當(dāng)負(fù)載 逐漸減小時，F(xiàn)B端反饋電流增加。當(dāng)反饋電 流超過0.5mA時，內(nèi)部模式控制器進(jìn)入PFM 和PWM。振蕩器的工作頻率逐漸降低，當(dāng)反 饋電流超過0.55mA時，振蕩器的工作頻率保 持不變，最后穩(wěn)定在22kHz附近。為了進(jìn)一步 降低待機(jī)功耗，CR6853引入一種周期復(fù)位技 術(shù)，當(dāng)FB端的反饋電流大于0.59mA時，內(nèi)部 邏輯電路在PWM的下降沿對寄存器復(fù)位，在 PWM上升沿通過檢測輸出電壓值對寄存器置 位。因此內(nèi)部振蕩器頻率保持不變，邏輯電路 將會復(fù)位一些脈沖以至于在輸出GATE的實(shí) 際頻率降低。

同步斜坡補(bǔ)償

雖然電流模式控制比起普通的電壓模式 控制具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是，同時存在著峰值感 應(yīng)電流模式轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)。特別是當(dāng)PWM占 空比大于50 %,整個控制環(huán)路可能變得不穩(wěn)定, 抗干擾性能變差。CR6853在每一個開關(guān)周期里 引入一個同步的斜坡補(bǔ)償可以提高系統(tǒng)的穩(wěn) 定性，防止電壓毛刺產(chǎn)生的次諧波振蕩。但是， 過大的斜坡補(bǔ)償會影響電路在高電壓時的正 常工作，所以CR6853中：

動態(tài)峰值限制

流經(jīng)功率管的電流在 RSENSE 上產(chǎn)生一個 電壓 VSENSE ，當(dāng)該電壓達(dá)到內(nèi)部設(shè)定值 VTH，寄存器復(fù)位、 GATE 關(guān)斷， 所以通過調(diào)節(jié) RSENSE 的大小，可以調(diào)整電源的最大輸出功 率。由于寬電壓輸入時，受系統(tǒng)延時的影響， 高壓時輸出的最大功率更大，為了減小該差異，CR6853 中設(shè)計了一個動態(tài)峰值限制電路， 它通過在 0.65V~0.85V 之間動態(tài)調(diào)節(jié) VTH 的電 壓以減小高低壓輸出最大功率的差異。

短路保護(hù)和過載保護(hù)

為了防止過載或者短路條件下的電路損 壞，CR6853 提供了一個較好的短路和過載保 護(hù)功能。當(dāng)短路或過載發(fā)生在輸出結(jié)束的時 候，反饋周期將會增加反饋引腳的電壓。當(dāng)電 壓超過 3.7V 或反饋電流在 170uA 以下，內(nèi)部 探測電路將會發(fā)出一個信號去關(guān)閉門以及下 拉電源電壓，之后電路重啟。為了避免當(dāng)電路 重啟時的錯誤操作，延遲時間被設(shè)定。當(dāng) RI 的電阻是 100Kohm 時，延遲時間 TOLP&SCP 在33mS 和 50mS 之間。RI 和 TOLP&SCP 之間的關(guān) 系可以用下面的公式來表示。

防間歇性脈沖

在供電時，負(fù)載突然變小，將出現(xiàn)由系統(tǒng)延遲造成的兩個現(xiàn)象。他們分別為輸出電壓 超標(biāo)和間歇性脈沖。為了避免這兩個現(xiàn)象的發(fā)生，CR6853 里內(nèi)置了防間歇性脈沖的系 統(tǒng)。負(fù)載減小時，反饋電流迅速增大。開關(guān) 將會自動關(guān)閉一會兒。器件引腳的工作電壓 會逐漸減小。當(dāng)電壓達(dá)到 9.4V 時，開關(guān)引腳 將會再次打開，其頻率為 22KHz。

前沿消隱(LEB)

開關(guān)管的每次開啟不可避免帶來開關(guān)毛 刺，它通過 RSENSE 采樣后，對內(nèi)部邏輯電路 帶來干擾，引起內(nèi)部寄存器的誤動作。為了消
除開關(guān)毛刺的影響，CR6853 中設(shè)計了 300nS 的前沿消隱電路，它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的外接 RC 濾波電路，節(jié)省外圍元件。

過壓保護(hù) (OVP)

為了提高芯片的可靠性，保護(hù)芯片不會因 過電壓而損壞，CR6853 中集成了 34V 的過壓 保護(hù)電路，當(dāng) VDD 電壓超過 34V 時，首先關(guān) 閉輸出開關(guān)，同時內(nèi)部泄流電路開啟。
 
輸出驅(qū)動和軟鉗位

CR6853  輸出采用圖騰柱結(jié)構(gòu)驅(qū)動外圍功率 MOS 管；為了減小驅(qū)動時的貫通電流，引 入了死區(qū)時間，如圖：當(dāng)一個 NMOS 關(guān)斷后， 另外一個 NMOS 才開啟；同時，為了保護(hù)外 圍的功率管不會發(fā)生柵擊穿和鉗位齊納管的 電流飽和，在輸出上采用了軟鉗位技術(shù)。

低電磁干擾技術(shù)

CR6853 引進(jìn)了頻率低電磁干擾技術(shù)。如 下圖，內(nèi)部振蕩器頻率可自行調(diào)節(jié)。整個上升 周期包括 128 脈沖，抖動范圍在-4%到+4%。 因此這個功能可以使對電源模塊的電磁干擾 降到最低。


CHARACTERIZATION PLOTS 繪圖描述
VDD=16V,RI=100Kohm,TA=25℃ 除了另作說明


尺寸：

符號	單位（毫米）			單位（英寸）
	最小	Typ.	最大	最小	Typ.	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?

符號	單位（毫米）		單位（英寸）
	最小	最大	最小	最大
A	0.700	1.150	0.028	0.045
A1	0.000	0.100	0.000	0.004
B	1.397	1.803	0.055	0.071
b	0.300	0.559	0.012	0.022
C	2.591	3.000	0.102	0.118
D	2.692	3.099	0.106	0.122
e	0.838	1.041	0.033	0.041
H	0.080	0.254	0.003	0.010
L	0.300	0.610	0.012	0.024

Dimensions DISCLAIMERS

 

Symbol	Millimeter			Inch
	Min.	Typ.	Max.	Min.	Typ.	Max.
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°