W 高性能准谐振开关电源控制芯片DKWord下载.docx
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极限参数
供电电压VDD…………………………………………………………………-0.3V--8V供电电流VDD………………………………………………………………….100mA
………………………………………………….....-0.3V--VDD+0.3V引脚电压
…………………………………………………………...-0.3V--730V功率管耐压
IS最大电压....………………………………………………………………400mV
……………………………………………………………….1000mW总耗散功率
……………………………………………………….-25°
C--+125°
C工作温度
……………………………………………………….-55°
C--+150°
C储存温度
…………………………………………………………….+280°
C/5S
焊接温度
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电气参数
项目符号
工作电压VCC启动电压VCC_Start重启电压VCC_Min保护电压VCC_Max工作电流I启动电流I_Start启动时间T_Start功率管耐压Vor保护电压Vor_MaxIS最大电压VlimPWM输出频率F_PWM短路保护阀值Vfb_H待机阀值电压Vfb_L温度保护
前沿消隐时间Ton_Leb最小开通时间Ton_Min最大开通时间Ton_Max最小关闭时间Toff_Min待机功耗
内置电阻最大Ip电流
IS接地
700
测试条件
AC输入85V-----265VAC输入85V-----265VAC输入85V-----265VAC输入85V-----265VVCC=4.7V，FB=2.8VAC输入265VAC输入85V,C=22uFIoc=1mA
Lp=1.68mH,RS=0.57
VCC=4.7V，FB=2.8V,AC输入85VVCC=4.7V，FB=0.5V---3.5VFB电压FB电压结温VCC=4.7VVCC=4.7V
VCC=4.7V，FB=2.8V,AC输入85VVCC=4.7V，FB=2.8V,AC输入85V
---700100360203.40.4120
------133380-3.50.5130250500158
80
最小4.54.93.45.7
典型4.75.03.55.8
最大5.85.23.76.0400.5500---160400703.60.6140
单位VVVVmAmAmsVVmVKhzVV℃nsnsUsusmWmA
注：
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工作原理
上电启动:
芯片内置高压启动电流源；
上电启动时当VDD电压小于启动电压时，打开三极管对外部的VDD储能电容C4充电。
当VDD电压达到启动电压VCC_Start的时候，关闭启动电流源,启动过程结束，控制逻辑开始输出PWM脉冲并检测IS电阻，当IS接电阻RS对地时,设定最大峰值电流Ip_Max=Vlim/RS（Vlim是IC6脚内部检测电压最大值）；
当IS脚直接接地时，设定最大峰值电流为Ip_Max=700mA；
软启动:
上电启动结束后，为防止输出电压建立过程可能产生的变压器磁芯饱和，功率管和次级整流管应力过大，芯片内置软启动电路，在软启动时初级峰值电流最大为0.5倍最大峰值电流。
准谐振输出:
一个PWM周期由3部分组成：
Lp*Ip；
Vin
Lp*Ip2:
电感放电阶段（开关管关闭）T2=;
Vvor1:
电感充电（开关管开通）阶段，T1=
3:
OC谐振阶段，谐振周期
为：
T=
2π
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芯片采用准谐振输出方式，当检测到OC谐振到最低电压时，开通PWM输出，打开开关管给电感充电，这样减小了开关管的开关损耗，提高了电源的转换效率。
FB检测和反馈控制:
Fb引脚外部连接一只电容，以平滑Fb电压，外接电容会影响到电路的反馈瞬态特性及电路的稳定工作，典型应用可在1nF～10nF之间选择；
芯片依据FB电压控制PWM输出峰值电流和工作频率。
SLEEP模式:
为实现超低待机功耗，芯片设计了SLEEP模式时，当输出功率逐渐下降到50mW以下时，芯片进入SLEEP模式。
可以实现系统超低的待机功耗（&
lt;
80mW）。
自供电：
芯片使用了专利的自供电技术，控制VDD的电压在4.7V左右，提供芯片本身的电流消耗，无需外部辅助绕组提供。
自供电电路只能提供芯片自身的电流消耗，不能为外部线路提供能量。
过温保护（OTP）：
芯片在内部集成了过温保护功能，如果因外部温度过高或者其它异常原因造成芯片温度过高，检测到芯片温度超过130℃，立即启动过温保护，停止输出脉冲，关断功率管并进入异常保护模式，温度异常解除后恢复正常工作。
初级短路保护：
外部变压器初级线圈的电流过大时，软启动结束后，如果在PWM开通500ns时检测到初级线圈电流达到最大峰值电流Ip_Max，芯片立即关断功率管,进入异常保护模式。
IC供电电源异常：
因外部异常导致VCC电压低于VCC_Min时，芯片将关断功率管，进行重新启动。
因外部异常导致VCC电压高于VCC_Max时，立即启动VCC过压保护，停止输出脉冲并进入异常保护模
式。
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短路和过载保护（OCP）:
次级输出短路或者过载时，如果FB电压连续1.7S高于短路保护阀值Vfb_H;
芯片立即关断功率管,进入异常保护模式。
次级开路和光耦失效保护（OVP）:
当次级开路或光耦失效时，如果检测到反激电压Vor&
gt;
Vor_Max,立即关闭PWM输出并进入异常保护模式。
在光耦失效时，输出保护电压可通过下面公式计算：
45000*Lp?
VdVo_max=RS*N
Vo_max：
输出保护电压
Lp：
初级线圈电感量H
RS：
IS电阻值Ω
N：
初次级匝比
Vd：
次级整流管压降V
在IS接地使用内置电阻时，输出保护电压公式为：
86400*LpVo_max=?
Vd。
N
异常保护模式:
芯片进入异常保护模式后，关闭PWM输出，启动500ms定时器。
在500ms内，VCC电压下降并维持4.6V，500ms后，芯片结束异常状态
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典型应用（5V2A
输出离线反激式开关电源）
元器件清单
序
号1234
元件名称保险丝整流二极管二极管
规格/型号T2A250V1N4007FR10710U4522uF/400V
6
电解电容
22uF/10V1000uF/10V470uF/10V
7
电感
10uH/2.5A2A472J
8
电容
102瓷片Y电容102104瓷片200K/0.25W
1K
9
色环电阻
4K710K9.7K20K
位号F1D1~D4D5D6C1C4C6C7L2C3C5C8C9R1R2R3R4R5R6
111
精度1%精度1%精度1%
数量141111*********
备注
-7-
0.56
10111213
光耦电压基准IC变压器
PC817CTL431DK1208EF20
RsIC2IC3IC1T1
11111
精度1%
注意事项
1、功率器件是需要散热的，芯片的主要热量来自功率开关管，功率开关管与引脚78相连接，所以在PCB布线时，应该将引脚78外接的铜箔的面积加大并作镀锡处理，以增大散热能力。
2、芯片的78引脚是芯片的高压部份，最高电压可达600V以上，所以在线路布置上要与低压部份保证1.5mm以上的安全距离，以免电路出现击穿放电现象。
3、由于变压器不是理想器件，在制造过程中一定会存在漏感，漏感会影响到产品的稳定及安全，所以要减小，漏电感应控制在电感量的8%以内，三明治绕线方式可以减小漏感。
变压器设计（只作参考）
变压器设计时，需要先确定一些参数:
（1）输入电压范围
（2）输出电压、电流
AC85～265VDC5.2V/2A
1:
反激电压VOR选择：
DK1208中VOR最大值为133V，为防止干扰，输出保护电压应当大于输出电压的1.2倍，即正常工作时Vor取值最大为：
133/1.2=110V；
输出保护电压应当小于输出电容的耐压值。
当输出电容耐压10V时，Vor取值最小为：
133*5.2/10=70V。
本设计取Vor=80V。
2：
RS计算：
系统PWM输出为准谐振模式，输出电压越低，频率越慢，需要的Ip电流越大。
在低压准谐振时，RS的阻值计算公式如下：
RS=Po：
Vin_min:
0.135*Vin_min*Vor
*******
（1），
Po*（Vin_min+Vor）
输出功率
交流输入电压经过滤波后
直流电压平均值，这个电压和输入滤波电容有
关，在AC85V时，Vin_min=85*0.9*1.414-20=86V。
输入滤波电容默认为2uF/W,用到3uF/W电压可适当的提高。
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DK1208——12W高性能准谐振开关电源控制芯片
Vor:
反激电压。
0.135*Vin_min*Vor0.135*86*80==0.538≈0.54Po*（Vin_min+Vor）5.2*2*（86+80）本设计RS阻值为：
RS=
3：
匝比计算：
变压器输出端的正向电压=5.2+0.35（10V45导通压降）+0.1（线路压降）=5.65,当Vor=80V时，匝比为：
N=80/5.65=14.16
4：
初级电感Lp计算：
DK1208中，Lp与RS为正比例关系，比例系数为0.003，因此：
Lp=0.003*RS=0.003*0.54=1.6mH。
5.磁芯计算：
AP=Ae*AW=
Ae
Aw
J
f6500*PO6500*10.4==1201=1201mm^4?
B*J*f0.25*5*45――――磁芯有效面积（mm2）――――磁芯窗口面积（mm2）--------电流密度J取5A/mm2。
---------工作频率F,Khz，准谐振时最低频率为45Khz。
△Bac――――交变工作磁密（mT），设为0.25
我们可以通过磁芯的制造商提供的图表进行选择，EE19的AP=1243mm^4,EF20的AP=2231mm^4,从设计性能优化角度以及为改善EMI设计增加初、次级屏蔽层来选择，可以选择EF20这款变压器（AE=33.5,属于标称值，请按实物测量为准），这样变压器生产和效率，散热上更有优势。
6.初级，次级线圈匝数计算：
先依据下列公式计算出初级线圈的大约值，在依据匝比计算出次级线圈的匝数，次级线圈匝数取整后，再依据匝数比计算出初级线圈的实际值。
NP=380*LP380*1.6==134匝，其中Lp单位为mH，Ae单位为mm^2。
Ae*?
B*RS33.5*0.25*0.54
NS=NP/N=134/14.16=9.46,次级选择绕线9匝，NS=9，
NP=NS*N=9*14.16=128匝（实际选
值）
--
DK1208——12W高性能准谐振开关电源控制芯片封装尺寸
（DIP8）
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DK1208——12W高性能准谐振开关电源控制芯片包装信息
芯片采用防静电管包
装
-11-
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