SDH8594AS 5V2.4A充电器适配器方案-sdh8594as规格书_骊微电子.pdf

士兰微电子 SDH8594AS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.6 http:/ 共 10 页 第 1 页 内置高压MOS管的高精度原边控制开关电源 描述 SDH8594AS是内置高压MOS管功率开关的原边控制开关电源（PSR），采用PFM调制技术，提供精确的恒压/恒流（CV/CC）控制环路，具有非常高的稳定性和平均效率。并且集成高压启动，可以省去外围的启动电阻。采用SDH8594AS设计系统，无需光耦，可省去次级反馈控制、环路补偿，精简电路、降低系统成本。SDH8594AS适用812W输出功率，具有可调节线损补偿功能和内置峰值电流补偿功能。主要特点 原边控制模式 高精度恒流恒压控制 低启动电流 可调节输出电压电流 可调节线损补偿 内置 650V MOSFET 内置高压启动 满足 75mW 待机标准 前沿消隐 无需补偿电容 过温保护 VCC 过压保护 输出过压保护 欠压锁定 逐周期限流 输出短路保护 过流保护 最大导通时间保护 SOP-7-225-1.27 应用 充电器 适配器 待机电源 产品规格分类 产品名称 封装类型 打印名称 环保等级 包装 SDH8594AS SOP-7-225-1.27 SDH8594AS 无卤 料管 SDH8594ASTR SOP-7-225-1.27 SDH8594AS 无卤 编带 士兰微电子 SDH8594AS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.6 http:/ 共 10 页 第 2 页 内部框图 FBISENVCC驱动0.1V恒压控制开启控制恒流控制 GND2前沿消隐16欠压锁定基准电压偏置电流47误差放大Drain53V3Drain过温保护SRQVCC重启SRQ+-+-+-FB过压保护最大导通时间保护 VCC过压保护0.58VHV Start线损补偿振荡器S/H 管脚排列图 GNDNCISEN123475SDH8594ASVCCDrainFBDrain6 管脚说明 管脚号 管脚名称 I/O 功 能 描 述 1 VCC P 供电电源；2 FB I 反馈电压输入端；3 NC I 悬空端；4 ISEN I 峰值电流采样端；5、6 Drain O 高压 MOS 管漏端；7 GND G 地；士兰微电子 SDH8594AS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.6 http:/ 共 10 页 第 3 页 极限参数（除非特殊说明，Tamb=25C）参 数 符 号 参 数 范 围 单 位 供电电压 VCC-0.329.5 V 输入管脚电压 VI-0.3 6 V 输入电流 IIN-1010 mA 工作结温 TJ+150 C 贮存温度范围 TSTG-40+125 C ESD（人体模式）ESD 2500 V 电气参数（除非特殊说明，VCC=18V，Tamb=25C）参 数 符 号 测 试 条 件 最小值 典型值 最大值 单位 高压启动 充电电流 IHVC VCC=0V，VDrain=100V 700 1000 1300 A 关断漏电流 IHVS VCC=18V，VDrain=650V-3 5 A 供电电源部分 静态工作电流 IDD ISEN=0，FB=0 450 600 750 A 启动电流 IST VCC=14V-1 3 A 启动电压 VST 16.5 18 19.5 V 关断电压 VSP 7.5 8.5 9.5 V VCC 过压保护电压 Vccovp 25.5 28 29.5 V VCC 钳位电压 VVCC_CLP IVCC=10mA 28 30 32 V FB反馈部分 恒压阈值 VCV 2.90 3 3.10 V FB 过压保护电压 VFBOVP 3.4 3.6 3.8 V FB 欠压保护电压 VFBUVP 1.7 1.9 2.1 V 线损电流 ICOMP_CABLE 42 48 54 A 最小开关频率 F_min 390 460 530 Hz CS采样部分 前沿消隐时间 TLEB 0.4 0.5 0.6 s 最大电流检测阈值 VISEN_MAX 560 580 600 mV 最小电流检测阈值 VISEN_MIN 140 160 180 mV 最大导通时间 TON_MAX 35 50 70 s 过温保护部分 过温保护 TOTP 140 150 155 C 过温保护迟滞 TOTP_hys 25 30 35 C MOSFET部分 MOSFET 源漏击穿电压 BVDSS 650-V 导通电阻 RDS(ON)-2.8 3.36 士兰微电子 SDH8594AS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.6 http:/ 共 10 页 第 4 页 典型特性曲线 01234启动电流启动电流（uA）温度温度（C）-40-20204060080100120图一图一：启动电流和温度关系启动电流和温度关系16.51717.51818.5启动电压启动电压（V）温度温度（C）-40-20204060080100120图二图二：启动电压和温度关系启动电压和温度关系 7.588.599.5关断电压关断电压（V）温度温度（C）-40-20204060080100120图三图三：关断电压和温度关系关断电压和温度关系4446485052线损电流线损电流（uA）温度温度（C）-40-20204060080100120图四图四:线损电流和温度关系线损电流和温度关系 2.902.953.003.053.10CVCV电压基准电压基准(V V)-40-20204060080100图五图五.CVCV电压基准和温度关系电压基准和温度关系温度温度(C)功能描述 SDH8594AS是离线式开关电源集成电路，是外置线损补偿和内置峰值电流补偿的高端开关电源控制器。通过检测变压器原级线圈的峰值电流和辅助线圈的反馈电压，控制系统的输出电压和电流，达到输出恒压或者恒流的目的。SDH8594AS集成多种保护，有效减少额外的器件数量和尺寸。1.电路启动和欠压锁定 系统上电，电路由内置耗尽型MOS管对VCC管脚外置的电容充电。当VCC上升到18V，电路开始工作，关断耗尽型MOS；在电路正常工作过程中，由辅助线圈供电来维持VCC电压；当VCC下降到8.5V进入欠压锁定状态，耗尽型MOS管打开，对VCC电容供电，VCC上升到18V，电路启动重新工作。士兰微电子 SDH8594AS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.6 http:/ 共 10 页 第 5 页 2.峰值电流检测和 LEB 当驱动为高电平，MOS管导通，通过采样电阻检测呈线性增大的原级线圈的电流，当达到设定的电流限制值即峰值电流，MOS管关断。在MOS管导通时会产生一个瞬间的毛刺，如果该毛刺的幅度超过峰值电流阈值VPK，即会导致驱动关断。因此设置前沿消隐时间TLEB0.5s，消除由该毛刺带来的可能的误触发。根据不同的负载状态对应不同的峰值电流阈值。峰值最大为0.58V，最小为0.16V。00.10.20.30.4峰峰值值电电压压（V）输出功率输出功率（%）01030405020607080901000.50.6 图6.峰值电流采样阈值 3.CV 控制方式 当MOS管关断，反馈电压为正，在FB为正的2/31/2时间点进行采样，采样得到的电压经过与恒压阈值VCV的比较、放大，产生恒压环路的关断时间TOFF，从而实现输出的恒压。在轻载或者中载的时候，恒压环路产生不同的峰值电流。辅助绕组电压表达式：0()AAOSNVVVN 其中VO为输出二极管和线缆压降；NA为输出和辅助匝比；NS为输出绕组匝数。4.CC 控制方式 通过电路对FB为正、为负或准谐振的时间进行计算，FB为正的时间为TOFF1表示变压器的次级线圈有电流，FB为负的时间为TON，FB衰减振荡的时间为TOFF2，在这两个时间内变压器的次级线圈没有电流。输出电流即变压器次级线圈的平均电流：22SPKOFF1SOPKSWITn DIIT 该开关电源的占空比：OFF1OFF1SOFF1OFF2ONSWTTDT+T+TT ISPK为次级线圈的峰值电流，IPK为原级线圈的峰值电流，n为原次级线圈的匝比。因此，在峰值电流恒定的条件下，当DS=DSMAX=0.50（该占空比由电路内部设定），电路进入恒流环路控制模式，实现输出电流的恒定。士兰微电子 SDH8594AS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.6 http:/ 共 10 页 第 6 页 0FB0ttTOFFVCVTOFFVDRIVETONTOFF1TOFF2sample1TONISENt0sample2 图7.恒流原理 5.峰值电流补偿 由关断延迟时间导致实际检测到的峰值电流值，随着输入交流电压的增大而增大，而峰值电流值直接反映输出电流，因此造成输出电流随输入交流电压的线性调整率会比较差。SDH8594AS利用导通时间来控制峰值电流，使不同输入电压下的峰值电流基本保持不变，改善输出电流的调整率。0.320.5峰峰值值电电压压（V）导通时间导通时间（uS）00.51.522.5133.544.550.58 图 8.峰值电流补偿 6.线损补偿 在实际的应用设计中，输出电压在电缆线上会有不同程度的压降VCAB。在不同的电流情况下，输出端的整流二极管压降VD也会发生改变，需要综合考虑。SDH8594AS通过内部一个电流源来产生带有失调的反馈电压VFB。内部电流源的大小与输出电流大小成比例关系。当负载电流从满载到空载的时候，VFB的失调电压增加，增加量可以通过反馈电阻R1和R2调节。线损的最大补偿量的计算公式如下：100%3VCOMP_CABLEOOVI(R1/R2)=V 其中VO 输出二极管和线缆压降；VO 为输出电压.示意图如下：士兰微电子 SDH8594AS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.6 http:/ 共 10 页 第 7 页 R1R2GNDISEN123475VCCDrainFBDrain6 图 9.输出线损补偿原理图 7.各种保护措施 芯片内部集成多个保护功能，包括过温保护、FB过压保护、VCC过压保护、输出短路保护、限流保护、最大导通时间保护等功能，全部都是芯片自动恢复（除了限流保护），即检测到异常状态后，芯片关断输出，VCC电压开始下降到欠压点，关断内部全部模块，通过耗尽型MOS对VCC端电容进行充电，重复一个芯片启动的过程。当电路处于过温保护状态，输出关断以防止电路由于过热而导致损坏。过温保护的温度点为150 C，过温保护的恢复具有迟滞特性以避免过温保护与正常工作状态的反复来回变化。迟滞区间为30 C，即要等电路温度下降到120 C，电路才能正常工作。FB过压保护为：检测每个周期的FB端电压值，当FB管脚电压超过过压保护电压VFBOVP=3.6V时，内部计数器开始计数，上述异常状态持续三个开关周期后，驱动关断。当VCC过压时，会损坏芯片内部器件。芯片内置VCC过压保护，当VCC电压高于28V时，电路进入VCC过压保护，驱动关断。输出短路保护：检测每个周期的FB端电压值，当FB管脚电压低于欠压保护电压VFBUVP=1.9V时，内部计数器开始计数，上述异常状态持续160ms后，驱动关断。限流保护：每个周期，检测到初级电流采样电阻上的电压，如果大于0.6V，关闭驱动。最大导通时间保护：检测到初级电流采样电阻上的电压在50us内未达到设计电压，关闭驱动。8.PFM 调制频率的设定 PFM调制频率范围由导通时间TON和恒压环路控制关断时间TOFF所决定。因此当关断时间最长TOFFmax时，系统处于最小限制频率状态，工作频率最低；当关断时间最短TOFFmin时，系统处于最高频工作状态，工作频率达到最高。根据恒压模式时：212OOOPKPSWPVIILf LP为变压器原边电感量，IPK为原边峰值电流，fSW为工作频率，为工作效率。则有：22OOSWPKPVIfIL 士兰微电子 SDH8594AS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.6 http:/ 共 10 页 第 8 页 应用电路图 VinVOUTRSENControl ICDrainISEN4521VCCFB7GNDRF1RF23NC6MOS 注：注：以上线路及参数仅供参考，实际的应用电路请在充分的实测基础上设定参数。士兰微电子 SDH8594AS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.6 http:/ 共 10 页 第 9 页 封装外形图 SOP-7-225-1.27 单位：mm L0.25beDA2 AA1EE1cSYMBOLMILLIMETERMINNOMMAXA_1.80A10.050.25A21.251.65b0.330.420.51c0.170.200.26D4.704.905.10E5.806.006.20E13.703.904.10e1.27BSCL0.401.27_0.15_ MOS电路操作注意事项：静电在很多地方都会产生，采取下面的预防措施，可以有效防止 MOS 电路由于受静电放电影响而引起的损坏：声明：声明操作人员要通过防静电腕带接地。设备外壳必须接地。装配过程中使用的工具必须接地。必须采用导体包装或抗静电材料包装或运输。士兰保留说明书的更改权，恕不另行通知！士兰保留说明书的更改权，恕不另行通知！客户在下单前应获取最新版本资料，并验证相关信息是否完整和最客户在下单前应获取最新版本资料，并验证相关信息是否完整和最新。新。任何半导体产品特定条件任何半导体产品特定条件下都有一定的失效或发生故障的可能，买方有责任在使用下都有一定的失效或发生故障的可能，买方有责任在使用 Silan 产品进行系统设计和整产品进行系统设计和整机制造时遵守安全标准并采取安全措施，以避免潜在失败风险可能造成人身伤害或财产损失情况的发生机制造时遵守安全标准并采取安全措施，以避免潜在失败风险可能造成人身伤害或财产损失情况的发生！产品提升永无止境，我公司将竭诚为客户提供更优秀的产品产品提升永无止境，我公司将竭诚为客户提供更优秀的产品！注意！静电敏感器件 操作 ESDS 产品应采取 防护措施 士兰微电子 SDH8594AS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.6 http:/ 共 10 页 第 10 页 产品名称：SDH8594AS 文档类型：说明书 版 权：杭州士兰微电子股份有限公司 公司主页：http:/ 版 本：1.6 修改记录：1.修改 F_min 最小开关频率 2.修改输出短路保护描述 3.修改典型特性曲线中的图五 版 本：1.5 修改记录：1.适用功率 810W 改为 812W 版 本：1.4 修改记录：1.修改参数：增加规范上限和下限 版 本：1.3 修改记录：1.耐压 600V 改为 650V 版 本：1.2 修改记录：1.修改图片 2.修改保护描述 版 本：1.1 修改记录：1.修改 OTP 和 Fmin 参数 2.修改保护描述 版 本：1.0 修改记录：1.正式发布版本