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    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212成熟型方案使用

    2021-04-26 ryder

    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212是一款符合6級能效標準的次級反饋,反激式AC-DC高性能準諧振開關電源控制芯片。芯片內置高壓功率管,芯片內還蘊含有準諧振測試、SLEEp超低待機、自供電等電路,并具有輸出短路、次級開路、過溫、過壓等保護功能。芯片采用高集成度的CMOS電路設計,具有外圍元件極少,變壓器成本低(隔離輸出電路的變壓器只需要兩個繞組)等特點。


    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212產品特點



    全電壓輸入85V—265V。內置700V功率管。


    專利的自供電技術,變壓器無需外部供電繞組,無需啟動電阻(降低成品成本)。


    特有的SLEEp技術使芯片具有超低的待機功耗。


    內置pWM準諧振電路,增加電源轉換效率和保證良好的EMC特性。


    過溫、過流、過壓以及輸出短路,次級開路,光耦失效保護。


    4KV防靜電ESD探測。


    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212使用范疇


    12W以下AC-DC使用包括:電源適配器、充電器、電磁爐、空調、DVD、機頂盒等家


    電產品。


    極限參數


    供電電壓VDD…………………………………………………………………-0.3V--8V供電電流VDD…………………………………………………………………。100mA引腳電壓…………………………………………………。..。.-0.3V--VDD+0.3V功率管耐壓…………………………………………………………。..-0.3V--730V


    IS最大電壓。..。………………………………………………………………400mV總耗散功率………………………………………………………………1000mW工作溫度………………………………………………………。-25?C--+125?C儲存溫度………………………………………………………。-55?C--+150?C焊接溫度…………………………………………………………….+280?C/5S



    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212上電啟動:


    芯片內置高壓啟動電流源;上電啟動時當VDD電壓小于啟動電壓時,打開三極管對外部的VDD儲能電容C4充電。當VDD電壓達到啟動電壓VCC_Start的時候,封閉啟動電流源,啟動過程結束,控制邏輯開始輸出pWM脈沖并測試IS電阻,當IS接電阻RS對地時,設定最大峰值電流Ip_Max=Vlim/RS(Vlim是IC6腳內部測試電壓最大值);當IS腳筆直接地時,設定最大峰值電流為Ip_Max=700mA;


    軟啟動:


    上電啟動結束后,為戒備輸出電壓建立過程可能萌生的變壓器磁芯飽和,功率管和次級整流管應力過大,芯片內置軟啟動電路,在軟啟動時初級峰值電流最大為0.5倍最大峰值電流。



    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212采用準諧振輸出方式,當測試到OC諧振到最低電壓時,開通pWM輸出,打開開關管給電感充電,這樣減小了開關管的開關損耗,提高了電源的轉換效率。


    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212FB測試和反饋控制:


    Fb引腳外部連接一只電容,以平滑Fb電壓,外接電容會影響到電路的反饋瞬態特性及電路的穩定工作,典型使用可在1nF~10nF之間選擇;芯片根據FB電壓控制pWM輸出峰值電流和工作頻率。


    SLEEp模式:


    為實現超低待機功耗,芯片設計了SLEEp模式時,當輸出功率逐漸下降到50mW以下時,芯片進入SLEEp模式。可以實現系統超低的待機功耗(《60mW)。


    自供電:


    芯片使用了專利的自供電技術,控制VDD的電壓在4.7V左右,提供芯片本身的電流消耗,無需外部輔助繞組提供。自供電電路只能提供芯片自身的電流消耗,不能為外部線路提供能量。


    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212過溫保護(OTp):


    芯片在內部集成了過溫保護功能,如果因外部溫度過高或者其它異常原由造成芯片溫度過高,測試到芯片溫度超過130℃,立即啟動過溫保護,停止輸出脈沖,關斷功率管并進入異常保護模式,溫度異常解除后恢復正常工作。


    初級過流保護:


    外部變壓器初級線圈的電流過大時,軟啟動結束后,如果在pWM開通500ns時測試


    到初級線圈電流達到最大峰值電流Ip_Max,芯片立即關斷功率管,進入異常保護模式。


    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212供電電源異常:


    因外部異常導致VCC電壓低于VCC_Min時,芯片將關斷功率管,進行重新啟動。


    因外部異常導致VCC電壓高于VCC_Max時,立即啟動VCC過壓保護,停止輸出脈沖并進入異常保護模式。




    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212短路和過載保護(OCp):


    次級輸出短路或者過載時,如果FB電壓連續0.8S低于短路保護閥值Vfb_L;芯片


    立即關斷功率管,進入異常保護模式。


    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212異常保護模式:


    芯片進入異常保護模式后,封閉pWM輸出,啟動800ms定時器。在800ms內,VCC


    電壓下降并維持4.6V,800ms后,芯片結束異常狀態。



    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212異常保護模式:


    芯片進入異常保護模式后,封閉pWM輸出,啟動800ms定時器。在800ms內,VCC


    電壓下降并維持4.6V,800ms后,芯片結束異常狀態。


    高性能準諧振開關電源控制芯片DK212我們可以通過磁芯的制造商提供的圖表進行選擇,EE19的Ap=1243mm^4,EF20的


    Ap=2231mm^4,從設計性能優化角度以及為改善EMI設計增加初、次級屏蔽層來選擇,可以選擇EF20這款變壓器(AE=33.5,屬于標稱值,請按實物測量為準),這樣變壓器加工和效率,散熱上更有優點。

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