SD8665QS 24W多模式开关电源控制器芯片内置高压MOS_骊微电子.pdf

士兰微电子 SD8665QS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.2 http:/ 共 10 页 第 1 页 内置高压功率MOSFET的多重模式开关电源控制器 描述 SD8665QS 是用于开关电源的内置高压功率 MOSFET、外置采样电阻的准谐振电流模式 PWM+PFM 控制器。SD8665QS 具有多重模式控制：在重载下，高压时工作在 QR 模式，可以减小开关损耗，低压时工作固定频率（65KHz）的 CCM 模式。在中载和轻载下，工作在 QR+PFM 模式，可以提高转换效率。在空载下，进入打嗝模式，有效地降低电路的待机功耗。SD8665QS 具有抖频功能，以降低 EMI。具有峰值电流补偿功能，在不同的 AC 输入电压下能保持极限输出功率一致。还有软启动功能，在上电过程中减小器件应力。SD8665QS 内部集成了各种异常状态的保护功能，包括 VCC过压保护，输出过载保护，输出过压保护，前沿消隐，逐周期峰值限流，输出二极管短路保护，AC 输入电压欠压和过温保护等。主要特点 QR 模式改善 EMI 和减小开关损耗 轻载下的 PFM 模式提高效率 空载时进入打嗝模式 低压重载升频提高极限输出功率 抖频改善 EMI 峰值电流补偿 软启动 VCC过压保护 输出过载保护 前沿消隐 逐周期峰值限流 输出二极管短路保护 AC 输入电压欠压保护 外部可设的输出过压保护 过温保护 EHSOP-5-325-1.7 应用 开放式电源 适配器 机顶盒电源 产品规格分类 产品名称 封装类型 打印名称 环保等级 包装方式 SD8665QS EHSOP-5-325-1.7 SD8665QS 无卤 料管 SD8665QSTR EHSOP-5-325-1.7 SD8665QS 无卤 编带 士兰微电子 SD8665QS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.2 http:/ 共 10 页 第 2 页 典型输出功率能力 产品名称 85265V 适配器 开放式 SD8665QS 24W 26W 内部框图 极限参数（除非特殊说明，Tamb=25C）参数 符号 参数范围 单位 漏栅电压（RGS=1M）VDGR 650 V 栅源（地）电压 VGS 30 V 漏端连续电流（Tamb=25C）ID 5 A VCC端供电电压 VCCMAX 28 V FB端输入电压 VFB-0.35 V CS端输入电压 VCS-0.35 V BO端输入电压 VBO-0.35 V 工作结温 TJ 150 C 工作温度范围 Tamb-2585 C 贮存温度范围 TSTG-55150 C 4DEM5FB检测延时内部低压电源AVDDAVDD振荡器抖频SRQ降频模式打嗝模式峰值限流比较器脉宽调制比较器软启动峰值电流补偿斜坡补偿输出二极管短路保护1GND2重启控制逻辑控制SRQ重启控制SRQDRAINCS3VCC栅极驱动6-+-+5V16V-+8V-+26VVCC过压保护VCC开启/关断-+VCC锁定输出过载保护1.4V-+2V-+1.7V1.6V-+1.5V4.4V-+抗干扰检测输出过压保护113uA-+98uA2.5V-+AC输入欠压保护过温保护前沿消隐检测延时MOSFET输入电压检测-+0.15V谷底检测谷底锁定valleyvalley 士兰微电子 SD8665QS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.2 http:/ 共 10 页 第 3 页 电气参数（内置功率 MOSFET 部分，除非特殊说明，Tamb=25C）参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 漏源击穿电压 BVDSS VGS=0V，ID=50A 650-760 V 零栅压漏端电流 IDSS VDS=650V，VGS=0V 0-1 A VDS=480V，VGS=0V，Tamb=125C 0-10 A 静态漏源导通电阻 RDS(ON)VGS=10V，ID=5A-1.5-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 开启关断开启关断 VCC开启电压 VCCSTART-15 16 17 V VCC关断电压 VCCSTOP-7 8 9 V VCC静态电流 ICC0 VFB=0V 0.43 0.48 0.53 mA VCC工作电流 ICC VFB=3V 1.5 1.75 2 mA VCC过压保护点 VCCOVP-24.5 26 27.5 V 振荡振荡频率频率 正常工作时的振荡频率 fOSC1 VFB=3V 60 65 70 kHz QR模式频率最大值 fOSCMAX_QR-73 80 87 kHz 最大占空比 DMAX VFB=3V，VCS=0V 75 80 85%抖频范围 fOSC_JITTER-6-6%降频后的振荡频率 fOSC2 VFB=1.3V 20 23 26 kHz 振荡频率随温度的变化率-25CTamb85C 0 1 5%反馈检测反馈检测 FB输入阻抗 ZFBIN-36 45 54 k FB短路电流 IFBSHORT VFB0V 120 160 200 A FB开环电压 VFBOPEN FB端悬空 5.0 5.5 6.0 V 输出过载保护点 VFBOLP-4.0 4.4 4.8 V 输出过载保护检测延迟 TDFBOLP-60 75 90 ms FB降频起始点 VFBFD_START-2.2 2.3 2.4 V FB降频结束点 VFBFD_STOP-1.6 1.7 1.8 V FB打嗝模式退出点 VFBBURH-1.5 1.6 1.7 V FB打嗝模式进入点 VFBBURL-1.4 1.5 1.6 V PWM增益 AV_FBCS VFB/VCS-3.5-V/V 采样检测采样检测 LEB时间 TLEB-360 400 440 ns 软启动时间 TSS-2.5 3 3.5 ms CS输出二极管短路保护检测点 VCSSHORT-1.3 1.4 1.5 V 过流检测阈值 VCS_OC-0.65 0.7 0.75 V 士兰微电子 SD8665QS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.2 http:/ 共 10 页 第 4 页 参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 DEM检测检测 BO开启电流 IBOUVPH-105 113 120 A BO关断电流 IBOUVPL-90 98 105 A BO关断抗干扰检测时间 TDBOUVP-70 90 110 ms 输出过压保护电压 VTH_OVP2.3 2.5 2.7 V 退磁检测阈值电压 VTH_DEM-130 150 170 mV 谐振抑制时间 Tsupp-2 2.5 3 S 过温保护过温保护 过温保护点 TOTP-145-150 C 过温保护迟滞 TOTPHYS-20-25 C 管脚排列图 123456CS GND VCC DEMFBDRAIN6 管脚说明 管脚号 管脚名称 I/O 功能描述 1 CS I 电流采样端 2 GND-地 3 VCC-电源输入端 4 DEM I/O 磁芯退磁检测脚，用于QR模式检测。峰值电流补偿、检测输入电压及输出过压保护 5 FB I 反馈输入端 6 DRAIN O 功率MOSFET漏端 士兰微电子 SD8665QS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.2 http:/ 共 10 页 第 5 页 功能描述 SD8665QS 是用于开关电源的内置高压功率 MOSFET、外置采样电阻的准谐振电流模式 PWM+PFM 控制器。有多重模式控制，具有抖频、峰值电流补偿、软启动功能，还集成各种异常状态的保护功能。SD8665QS 可减少外围元件，增加效率和系统的可靠性，适用于反激式变换器。多种控制模式 SD8665QS 具有多重模式控制。在重载条件下（VFB2.3V），系统会有两种工作状态，当输入电压低时，工作在CCM 模式，此时为 PWM 控制，固定频率 65KHz，当输入电压高时，工作在 DCM 模式，此时工作在 QR 模式，可以减小开关损耗，最大频率限制在 80KHz。随着负载降低，在中载和轻载条件下（1.7VVFB2.3V），工作在 QR+PFM 模式，最大限制频率开始降低直到最低频率 23KHz，期间谷底开通仍然存在，可以提高转换效率。在空载和极轻负载条件下（VFB3V），频率随 FB 电压增加而升高，提高低压的极限输出功率。如图 1 所示。6523080Burst modeQR+PFM modeQR modeFs(KHz)VFB(V)2.31.7V1.6V1.5VPWM modeVFB_OLHVLV3V 图 1.不同状态频率波形图 抖频 SD8665QS 采用抖频控制来改善 EMI 性能，使得整个应用系统的设计会变得更简单。峰值电流补偿 SD8665QS 通过检测 DEM 管脚在开通时流出的电流判断输入电压的高低，并将检测到的电流转换成峰值电流的补偿量。另外低压升频功能可以有效提高低输入电压时的极限输出功率，保证不同交流电压输入时极限输出功率一致性。软启动 SD8665QS 内置 3ms 软启动时间，以限制功率 MOSFET 的 DRAIN 端最大峰值电流，使其逐步提高，从而减小器件的应力，防止变压器饱和。VCC过压保护 当 VCC 电压超过过压保护点 26V 时，触发 VCC过压保护，此时功率 MOSFET 关断，系统将自动重启。VCC过压保护的波形如图 2 所示。士兰微电子 SD8665QS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.2 http:/ 共 10 页 第 6 页 tVCCt输出有开关无开关有开关无开关16V8V26V 图 2.VCC过压保护的波形图 输出过载保护 当输出发生过载时，FB 电压会升高，当升到 FB 过载保护点 4.4V 时，且再经过过载保护延时 75ms 后，功率 MOSFET关断，VCC电压开始下降；当 VCC电压降到关断电压 8V 时，电路重新启动。输出过载保护的波形如图 3 所示。tt输出有开关无开关tFB无开关75msVCC16V8V4.4V有开关75ms工作电压 图 3.输出过载保护的波形图 前沿消隐 SD8665QS 内置的前沿消隐电路可以防止功率 MOSFET 开通时产生的电流尖刺造成的误关断，这样外围 RC 滤波电路可以省去。在前沿消隐时间内，脉宽调制比较器和峰值限流比较器是不工作的，而功率 MOSFET 在这段时间内是保持导通状态的，所以功率 MOSFET 开启的最小时间就是前沿消隐的时间 TLEB。不同占空比时的前沿消隐波形如图 4所示。MOSFET驱动信号tMOSFET上的电流MOSFET驱动信号MOSFET上的电流LEBt占空比较大时占空比较小时LEBLEB电流毛刺电流毛刺 图 4.不同占空比时的前沿消隐波形图 逐周期峰值电流限制 在每一个周期，峰值电流值由比较器的比较点决定，该电流值不会超过峰值电流限流值，保证功率 MOSFET 上的士兰微电子 SD8665QS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.2 http:/ 共 10 页 第 7 页 电流不会超过额定电流值。当电流达到峰值电流以后，输出功率就不能再变大，从而限制了最大的输出功率。如果负载过重，会导致输出电压变低，反馈到 FB 端，导致 FB 电压升高，发生输出过载保护。输出二极管短路保护 SD8665QS 通过检测 CS 端实现输出二极管短路保护功能。由于输出二极管短路会导致原边瞬间过流，当电流采样电阻上的 CS 电压连续 4 个周期都大于 1.4V 时，就判定输出二极管短路。此时功率 MOSFET 关断，且系统将重新启动。AC 输入电压欠压保护 在功率 MOSFET 导通时，辅助绕组电压为负，DEM 管脚钳位为 0V。SD8665QS 通过设定外部检测电阻，检测 DEM管脚流出的电流。当流出电流小于 98A 时，且时间超过 Brown out 抗干扰时间时，进入 AC 输入电压欠压保护状态，功率 MOSFET 截止，系统将自动重启。当检测到电流大于 113A 时，则恢复正常工作。可调节的输出电压过压保护 SD8665QS 的 DEM 管脚在开关截止且副边续流时期，作为输出电压检测管脚。当 DEM 管脚电压超过 OVP 电压阈值 2.5V 时，进入输出电压过压保护状态，功率 MOSFET 截止，系统将自动重启。过温保护 当温度过高时，为了保护电路不会损坏，电路会触发过温保护，此时功率 MOSFET 关断，且该状态一直保持，直到冷却后系统将自动重启。士兰微电子 SD8665QS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.2 http:/ 共 10 页 第 8 页 典型应用电路图 DEMAC inVCCFBDC outGNDDRAINCSSD8665QS216543 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 SD8665QS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.2 http:/ 共 10 页 第 9 页 封装外形图 EHSOP-5-325-1.7 单位：毫米 L0.25beDA2AA1EE1c1.00D1D2E22.992.90L1a SYMBOLMILLIMETERMINNOMMAXA1.85A10.000.15A21.501.601.70b0.440.52c0.200.24D9.159.259.35E9.659.759.85E16.256.356.45e1.70BSCL0.901.001.10D17.26REFD26.60REFE22.99BSCL11.70REFa3.113.19 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：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。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 SD8665QS 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号：1.2 http:/ 共 10 页 第 10 页 重要注意事项：重要注意事项：产品名称：SD8665QS 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：1.2 修改记录：1.修改输出二极管保护状态 版 本：1.1 修改记录：1.参考 SD8666QS 修改参数 版 本：1.0 修改记录：1.正式版本发布 1.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。2.客户在下单前应获取我司最新版本资料，并验证相关信息是否最新和完整。产品应用前请仔细阅读说明书，包客户在下单前应获取我司最新版本资料，并验证相关信息是否最新和完整。产品应用前请仔细阅读说明书，包括其中的电路操作注意事项。括其中的电路操作注意事项。3.我司产品属于消费类电子产品或其他民用类电子产品。我司产品属于消费类电子产品或其他民用类电子产品。4.在应用我司产品时请不要超过产品的最大额定值，否则会影响整机的可靠性。任何半导体产品特定条件下都有在应用我司产品时请不要超过产品的最大额定值，否则会影响整机的可靠性。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，买方有责一定的失效或发生故障的可能，买方有责任在使用我司产品进行系统设计、试样和整机制造时遵守安全标准并任在使用我司产品进行系统设计、试样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。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。5.购买产品时请认清我司商标，如有疑问请与本公司联系。购买产品时请认清我司商标，如有疑问请与本公司联系。6.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！7.我司网站我司网站 http:/