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芯茂微产品手册FAQ 第2版

发表时间: 2022-07-02 19:28:13

作者: 芯茂微

来源: 芯茂微官网

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电源芯片名词解析

1、产品⽬录 SSR 部分,Protection 保护栏⽬中的 BNO 是什么意思?

答:BNO 是 Brown Out,输⼊⽋压保护;栏⽬写 NO,就是没有这个功能;写 YES 就是在芯 ⽚ DET 脚具备这个功能;写 Pin 就是有专⻔的管脚,通过分压电阻检测输⼊电压。


2、产品⽬录 SSR 部分,Protection 保护栏⽬中的 OLP 是什么意思?

答:OLP 是 Open Loop Protection,反馈换路开环保护,写 Auto 就是保护后可以⾃动恢复; 写 Latch 就是保护以后会锁死,⼀定要把输⼊ AC 拔掉并且等待⼀段时间,电源内部的⾼压 电容上的电量放完(这个时间通常需要⼗⼏秒甚⾄⼀分多钟,取决于内部电容容量和泄放电 阻的参数),重新上交流电才能恢复正常⼯作。


3、反激 SSR 控制器⽬录部分,Special 栏⽬是什么意思?

答:这是代表这款 SSR 控制器的特殊功能。


恒功率是指芯⽚可以精确控制输出呈现恒功率状态,当电流增加到⼀定值以后,输出电压会下降, 使功率维持不变。当电流增加到⼀定值以后,芯⽚⼜可以控制输出电流恒定。这种特性⾮常 适合做 15W~20W~33W PD 或 QC 充电器,因为具备原边恒功率、恒流功能,所以副边的 协议 IC 可以不测量电流,可以节约合⾦采样电阻和电流控制环路的器件。(合⾦电阻通常⽐ 较昂贵,低端品牌的⼤约 0.15 元) 


分段增益:是指芯⽚通过 DET 引脚探测 Vcc 绕组电压,进⽽获知 Vout 输出电压信息。根据不同的输出 电压,设定不同的⼯作模态:fsw 不同,Vcsmax 不同:以 LP8776CD 为例:



如此⼀来,Vout 低时,频率低,最⼤ Vcs 也⼩,这时候电源的额定输出功率也⼩;此时 5V1A 这种低电压⼩负载下的环路也会⽐较稳定;转换效率也会⽐较⾼!(详细参数请参考规格书) 


Freq.Pin:是指芯⽚具有外部频率编程引脚,以 LP8776A 为例,频率编程引脚 RT 悬空,⼯作频率约为 65kHz;外接⼀个下拉电阻到 GND,可以增加⼯作频率(具体⻅规格书)


PeakLoad:是指芯⽚具有峰值功率输出功能;当输出负载增加时,芯⽚的反馈脚电压 Vfb 上升;Vfb 升 ⾼到⼀定值以后,芯⽚会提升⼯作频率 fsw 以适应负载的增加。

⼯作频率最⾼会升⾼到 2 倍额定⼯作频率。同时,只要芯⽚的⼯作频率提升了,芯⽚就会⻢ 上进⾏计时,计时时间达到 10 秒钟(LP8776B),或者 3 秒钟(LP8776BL),芯⽚就会进⼊保护状态。


CC:输出恒流;说明该芯⽚具备原边控制的恒流功能,输出具有恒流功能。我司芯⽚的恒流精度 可以达到±7%,量产产品因为变压器⼀致性问题,也可以达到⼤约±10%的恒流精度。

芯⽚会通过 DET 脚监控输出电压,当电压低于⼀定值以后,认为输出可能短路了,就会进 ⼊保护状态。


NTC Pin:芯⽚具有专⽤的外部 NTC 引脚,在该引脚到 GND 之间接⼀个 NTC 热敏电阻,可以实现外 部过温保护功能。NTC 热敏电阻通常⽤来探测变压器温度或 MOS 管散热器的温度,当温度 过⾼时芯⽚进⼊保护状态,防⽌变压器过温导致的绝缘损坏⻛险或 MOS 管过温造成的失效 ⻛险。通常这个保护都是可以⾃动恢复的,⽽且具备⼀定的回差。


4、SSR 的 Ext.OTP 是什么意思?

答:是指芯⽚可以通过外置 NTC 热敏电阻来探测某个位置的温度;通常的连接⽅法是这样 的:



如图中红⾊框⾥的部分:当原边 MOS 管关断时,AUX 绕组的电压通过⼆极管、NTC 热敏加 在 CS 脚;CS 脚和 GND 之间有 CS 外部的 RC ⽹络电阻。当温度升⾼,NTC 热敏电阻阻值 下降,导致 CS 脚电压在 Toff 阶段升⾼。升⾼⾄某设定值以后,芯⽚认为进⼊过温保护 OTP 状态。之后电源进⼊⾃动重启状态。


5、SSR 的 FB OVP 是指什么:

答:FB OVP 是指 DET 脚的输出过压保护 OVP 功能;DET 脚的电压是辅助绕组电压⽐例分 压值,⽽辅助绕组电压和 Vout 电压正⽐例。所以 DET 脚电压代表了输出电压的⾼低。当输出电压升⾼,DET 电压也升⾼;芯⽚会检测 DET 电压,超过⼀定值(通常 LP87 系列3V),芯⽚进⼊保护状态。不同型号的芯⽚,其保护模式不同,分为 Auto 和 Latch 模式。 Auto 和 Latch 的具体定义请参考第 2 条。


6、PSR 集成 BJT 部分,BJT BV, Ipk,SEL 是什么参数?

答:BJT BV 是指内置的 BJT 的最⼤耐压,在设计时 BJT 的 C 极电压***不能超过这个电压,并且要保留 100V 以上的裕量。

Ipk 是芯⽚每次开通后,控制的原边的电流的峰值。我们的合封 BJT 的 PSR 芯⽚,都采⽤固 定峰值电流模式控制,也就是每次原边电感电流固定。并且会控制芯⽚在绝⼤部分条件下都 ⼯作在 DCM 模式,也就是说每个周期的能量都会传递完全。

有些芯⽚⽐如 LP3716CK 等,Ipk 栏会写 620/760,这说明该芯⽚的 Ipk 电流是外部可编程设 定的。通常通过 SEL 脚接 GND 或接 VCC 设定。

SEL:Yes 代表可以通过外部设置 Ipk 值;No 表示 Ipk 值固定为⼀个值,⽆法外部调整。


7、PSR 集成 BJT 部分,Self Startup 是什么意思? 

答:是指芯⽚内部是否集成了启动电阻;栏⽬填写 Yes-8MΩ,就是芯⽚内部集成了启动电 阻,阻值为 8MΩ。 栏⽬写 No,就是芯⽚内部没有集成启动电阻,需要客户外接启动电阻。 外接的启动电阻通常为 2 个 3.6MΩ/0805 或 1206 的。


8、PSR 集成 BJT 部分,Package ⾥的 SOP7L,SOP8L,DIP8 都是什么样的封 装? 

答:

SOP7L,通常 Pin7 空着增加 爬电距离,Pin8 接 GND。这 个脚位的兼容性很强。 SOP8L,通常 5678 脚都是 C 极,由于散热脚多,散热⽐ SOP7L 更好 DIP8,是指双列直插封装,⽐贴⽚成本⾼蛮多,好处是 可以加散热⽚做到 30W 功 率。

9、PSR 集成 BJT 部分,Dynamic 是什么含义?

答:Dynamic 是动态的意思,就是电源在输出负载从 0 到 100%瞬间切换时,输出电压的表 现。

写 Low 的,输出电压在 0-100%切换时可能会短暂的掉到 3V 以下,甚⾄掉落到 0 然后重启。

写 High 的,说明该芯⽚具有⾼动态能⼒,如果能和我司⾼动态同步整流芯⽚配合(就是同步 整流芯⽚ Dynamic 栏⽬中写 Yes 的),就能够实现 0 到 100%负载切换时,输出电压在 4V 或 4.2V 以上。通常⾼端客户都要求⾼动态。


10、PSR 集成 BJT 部分,FB 下偏是什么意思?

答:FB 下偏就是指芯⽚电压采样脚的下偏分压电阻,写外置说明芯⽚需要外部加下偏电阻。写 12K 或写内置,说明芯⽚内部有⼀个下偏电阻。可以帮客户节约⼀个电阻,成本更低。内置下偏电阻的芯⽚,要按照规格书仔细计算输出电压、线补才能获得满意的效果。


11、PSR 集成 BJT 部分,Line-Drop Comp 是什么意思?

答:是输出线缆压降补偿的意思。


通常适配器或充电器输出端都是带⼀根线材的,⻓度⽐较⻓(1 ⽶~2 ⽶)。电流流过线缆会 产⽣压降;⽐如电源端⼝ 5V 电压,经过线缆后可能只剩下 4.5V 甚⾄更少,设备可能就⽆法 正常⼯作了。

这时候,根据输出电流的⼤⼩,适当提升电源端⼝的电压(⽐如提升到 5.5V);这样经过线缆 的压降后,到设备端电压就始终能够保持在 5V。


线缆压降补偿,是通过 FB 脚上偏电阻,配合芯⽚内部的⼀套电路实现的:当芯⽚检测到负 载增⼤,则会额外从 FB 脚下拉⼀定的电流(这个电流的最⼤值就是⼿册中 Line-Drop Comp 栏⽬中的 xx.x uA 的参数)。这个下拉的电流在 FB 脚上偏电阻上形成额外的电压降,使输出 电压升⾼。


12、PSR 集成 BJT 部分,OVP 和 UVP 是什么含义?

答:是输出过压保护和输出⽋压(短路保护的意思);当某种失常导致 FB 检测到的电压过⾼, 芯⽚就会⽴刻保护,形成输出 OVP。


当负载过⼤,或者输出发⽣短路异常,使输出电压降得异常得低时,芯⽚就会进⼊ UVP 保 护。这两种保护都是⾃动重启模式。


13、同步整流控制器部分,Vd BV 是什么意思?

答:Vd BV 是同步整流芯⽚的 Vd 脚耐压。

客户使⽤时,Vd 脚电压在任何时候(启动、关机、短路、动态负载等条件下)都不得超过这个 参数,否则会导致芯⽚损坏。


通常来说,副边同步 IC/MOS 的耐压可以按照下表来选择:


输出电压 5V 12V 15/20V 24V
同步耐压40/45V60/80V 100/120V150/200V


原边为驱动 BJT 的芯⽚,或者为 QR ⼯作模式的芯⽚(⽐如 1342),同步的尖峰通常都很低, 可以选低⼀档的耐压。

原边为 CCM 模式的芯⽚,通常在开机和短路时同步尖峰⽐较⾼,需要选耐压⾜够⾼的同步 芯⽚。


注意:通常 MOS 是可以耐受⼀定的雪崩击穿的,但是芯⽚完全不能耐受任何的过压。所以 为了保证可靠性,选择的同步整流芯⽚的耐压要略⾼于 MOSFET 耐压,以免极端情况同步 芯⽚损坏。芯茂的 LP3511x 系列芯⽚ Vds 耐压 200V,可以适⽤于绝⼤部分同步整流场合。


14、同步整流控制器部分,Drive Voltage 是什么意思?

答:是指同步整流芯⽚的驱动电压最⾼值。

通常对于 SGT MOS 或者 60V 以下的低压 MOS 来说,在驱动电压达到 6V 时就可以完全开 通了,如下图的传输曲线:


⽽如果要⽤ 100V 的 MOS 管,则需要选择低 Vth 的 MOSFET,确保 6V 可以完全开通,以达 到更好的效率。


15、同步整流部分,Anti-Cross DT 是什么意思?

答:Anti-Cross 是指”防共通”技术,是芯茂微的独创专利技术,不侵犯 MPS 或其他⼚家专利 (不像 xx 芯公司完全照抄 MPS 专利导致⼀堆专利侵权官司)。该技术可以避免原边 MOS 和同步 MOS 共通导致的电源损坏、效率低、⼲扰⼤等⼀系列问题。


栏⽬中写 Adj.是指可以外接⼀个电阻来调节原副边 MOS 驱动的死区时间。

栏⽬中写 700nS 是指原副边 MOS 驱动的死区时间为 700nS。


16、同步整流部分,Tb2fast 是什么意思?有什么作⽤?

答:是指同步整流芯⽚的驱动,⼀旦打开以后,⾄少会维持 Tb2fast 栏⽬中的时间才会关闭。 在这段时间内,不允许打开原边的 MOS,否则会形成原副边 MOS 共通,导致 MOS 过流损 坏。


在同步整流反激电源系统⾥,当原边 MOS 管关闭时,漏感的能量和原边的吸收电路、杂散 电容会形成⼀系列振荡,这些振荡会导致同步整流芯⽚异常受到⼲扰⽽异常关闭,造成效率 偏低。


所以同步整流在开通以后,会打开⼀段时间 Tbfast,之后再检测电压/电流信号来进⾏控制。 这段时间内,如果原边开通,就会导致共通问题。


所以⼀定要注意 Tb2fast 时间是不是和客户原边芯⽚匹配。怎样才算匹配呢?

就是:Tb2fast


Ts:就是最⼩开关周期,就是最⾼⼯作频率 fsw 的倒数。

Duty_max:就是原边芯⽚的最⼤占空⽐,通常为 80%,有的芯⽚会到 85%。

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