FM7538C(原邊控制高精度恒壓,恒流PWM控制器)

1、深圳市富滿電子有限公司 SHENZHEN FUMAN ELECTRONICS CO., LTD. 概述FM7538C 是一種高性能離線式 PWM 控制器, 主要用于中小功率 AC/DC充電器和適配器中。 它工作于原邊采 樣和調(diào)節(jié),可省除極間光耦和 TL431,其恒壓和恒流控制特性說明如下圖。最大輸出功率可達(dá) 15W 。在恒流控制時,其電流和輸出功率的設(shè)定可由 CS 腳上的傳感電阻 Rs 來調(diào)節(jié);在恒壓控制時,利用混合工作 模式可以獲得高效率和高性能。另外,利用內(nèi)部的導(dǎo)線壓降補(bǔ)償功能可以得到良好的負(fù)載調(diào)整特性。在恒流模式 重負(fù)載工作條件下,器件工作在 PFM 模式;中負(fù)載和輕負(fù)載,器件可工作在

2、PWM 模式和降頻模式。FM7538C 具有電源軟啟動控制和多種帶自動恢復(fù)的有效保護(hù),它包含逐周期電流限制, VDD 過壓保護(hù), VDD 鉗位和欠壓保護(hù)等。另外, FM7538C 還有優(yōu)良的 EMI 性能和頻率抖動控制特性,使用 FM7538C 可獲得高精確 的恒壓 /恒流特性。圖 1 典型 CC/CV曲線特點在通常 AC 輸入條件下,恒壓調(diào)節(jié) 5%,恒流調(diào)節(jié) 5%原邊采樣和調(diào)節(jié)無需光耦和 TL431 可程控 CV/CC調(diào)節(jié) 可設(shè)定恒流和輸出功率內(nèi)建次級恒流控制和原邊反饋 內(nèi)建合適的峰值電流調(diào)節(jié) 內(nèi)建原邊電感補(bǔ)償 可調(diào)節(jié)線壓降補(bǔ)償 開機(jī)軟啟動內(nèi)置 MOS 開關(guān)管內(nèi)置前沿消隱電路(LEB 可逐周

3、期電流限制帶有遲滯的欠壓鎖定(UVLO VDD 過壓保護(hù)(OVP VDD 鉗位功能產(chǎn)品應(yīng)用中小功率 AC/DC離線式開關(guān)電源 手機(jī)充電器 數(shù)碼相機(jī)充電器 小功率適配器 PC 、 TV 等電器的輔助電源 線性調(diào)節(jié)器 /替代 RCC 變換器 恒流 LED 照明 封裝形式:DIP-8 變壓器規(guī)格 結(jié)構(gòu)圖: 原理圖:備注:1、線包包黃色瑪拉膠紙,繞線時請注意繞線方向,避免繞組起收腳交叉,繞線必須平整。2、磁芯加氣隙,真空侵油,烤箱烘干,另變壓器骨架上需貼上名稱和供應(yīng)商標(biāo)簽以方便區(qū)分。電器要求:1、電感量:Lp (N1 1.1mH±5% 2、漏感量:LS (N1 80uH3、耐壓:PRI (初

4、級 N1 SEC (次級 N3 2500AC/5ma/60sPRI (初級 N10 /SEC(次級 N3 CORE 磁芯 1500AC/5ma/60s極限參數(shù)FM7538C (文件編號:S&CIC1224原邊控制高精度恒壓 /恒流 PWM 控制器 電氣特性(Ta=25, VDD=16V,其它說明除外 注:Freq_Max是指 IC 內(nèi)部最大時鐘頻率在系統(tǒng)應(yīng)用里, 60KHz 的最大工作頻率正常發(fā)生在最大輸出功率或者 從 CV 到 CC 狀態(tài)的轉(zhuǎn)換點。特性曲線 功能說明FM7538C 是一款低成本,高效率的 PWM 控制器,主要用于中小功率 AC/DC轉(zhuǎn)換器(電池充電器 、適配 器中,它

5、可工作在原邊反饋和調(diào)節(jié)中,無需光耦和 TL431,內(nèi)部的恒壓和恒流特性控制可達(dá)到高精度 CC/CV控 啟動電流和啟動控制由于 FM7538C 設(shè)計的啟動電流很低,因此 VDD 可很快的超過 UVLO 門限電平,從而可用大阻值啟動電阻將工 作中的功耗降到最小。工作電流FM7538C 的工作電流較低(為 2.5mA ,低的工作電流和混合模式控制特性可以達(dá)到良好的性能。軟啟動FM7538C 在內(nèi)部設(shè)置了軟啟動功能, 主要用于電源啟動期間防止部分過壓造成的異常, 即當(dāng) VDD 一旦達(dá)到 UVLO (OFF 時,控制部分使峰值電流、電壓門限從 0逐漸變化至正常值 0.9V ,每一次重啟動都對應(yīng)一個軟啟動

6、。恒流 /恒壓工作FM7538C 設(shè)計了一個良好的恒流 /恒壓特性(說明見圖 1 ,在充電器應(yīng)用上,起初是恒流充電,到快充滿時變?yōu)?恒壓充電。在 AC/DC適配器里,常用的為恒壓供電,恒流供電主要用于有電流限制時。在恒壓供電時,輸出電 壓是通過原邊調(diào)節(jié)的,在恒流供電模式里, FM7538C 將通過調(diào)節(jié)輸出電壓來達(dá)到恒流。工作原理為支持 FM7538C 的 CC/CV控制特性, 需要將反激變換系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計于 DCM 模式 (典型應(yīng)用見圖 1 。 在 DCM 反 激變換器里,可通過輔助繞組檢測到輸出電壓。 MOSFET 管導(dǎo)通期間,輸出濾波電容為負(fù)載提供電流,初級繞 組電流斜波上升;當(dāng) MOSFET

7、 管關(guān)閉時,能量由原邊繞組傳遞到次級繞組,次級電流為:Is=(Np/Ns×Ip (1輔助繞組電壓:Vaux=(Naux/Ns×(Vo+ V (2 ,這里 V 為輸出二極管壓降。 圖 2 輔助繞組電壓波形輔助繞組通過電阻分壓連到 INV 端, 在退磁結(jié)束時輔助繞組電壓被采樣并保持直到下一個采樣周期。 這個采樣電 壓和 2V 參考進(jìn)行比較,然后經(jīng)誤差放大器輸出 COMP 映射負(fù)載電壓,并控制 PWM 開關(guān)頻率以調(diào)節(jié)輸出電壓, 這樣就達(dá)到恒壓輸出。當(dāng)采樣電壓低于參考電壓,并且誤差放大器輸出 COMP 端達(dá)到最大值,由采樣電壓控制 開關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出電流,從而達(dá)到恒流輸出的目的。 在

8、 FM7538C 里恒流點和最大輸出功率可由 CS 端的采樣電阻 RS 來調(diào)節(jié)(見典型應(yīng)用圖 ,輸出功率可以通過 CC 點變化來調(diào)節(jié)(RS 大,輸出功率小; RS 小,輸出功率大 ,說明見圖3 圖 3 變化 RS 調(diào)節(jié)輸出功率工作開關(guān)頻率FM7538C 的開關(guān)頻率是根據(jù)負(fù)載的條件和工作模式控制的,無需外部元件設(shè)定頻率。最大輸出功率時,開關(guān)頻 率為 60KHz ,在 DCM 方式反激工作情況下,最大輸出功率可由下式給出:Po_max=(1/2LpFswIp2 (3這里 Lp 為初級線圈電感, Ip 為初級峰值電流【參考式(3 】 ,初級電感量的變化將導(dǎo)致最大輸出功率的變化和恒 流模式下輸出電流的

9、變化,為補(bǔ)償初級電感偏差的變化,開關(guān)頻率將由內(nèi)部環(huán)路鎖定,如下式:Fsw=1/(2Tdemag (4由于 Tdemag 和電感成反比,可使 Ip 和 fsw 乘積為恒定。所以在恒流模式下,原邊電感的變化不會影響最大輸 出功率和恒流輸出,即可補(bǔ)償初級電感偏差±10%以上。EMI 頻率抖動的改良在 FM7538C 里可以進(jìn)行頻率抖動控制(開關(guān)頻率調(diào)制 ,對振蕩頻率進(jìn)行調(diào)制可以將聲能發(fā)散,發(fā)散的頻譜將 EMI 減至最小,更容易設(shè)計系統(tǒng)。電流調(diào)節(jié)和輸出波形毛刺處理在 FM7538C 里設(shè)置有逐周期電流限制電路,這個開關(guān)電流由 CS 腳上的采樣電阻檢測。在功率 MOS 管打開初 期,內(nèi)部的前沿消隱電路可以消除采樣信號中的電壓尖峰,所以在 CS 輸入上不再需要外接 RC 濾波器, PWM 占空比由 CS 輸入電壓和 EA 輸出電壓決定。可調(diào)節(jié)線壓降補(bǔ)償在 FM7538C 里完成線壓降補(bǔ)償可以達(dá)到良好的負(fù)載調(diào)整要求, 芯片內(nèi)部的電流在 INV 端的分壓電阻上產(chǎn)生失調(diào) 電壓,該電流和 COMP 腳電壓成反比,即與輸?shù)截?fù)載上的電流成反比,這樣在線損耗降壓就會得到補(bǔ)償。如果 負(fù)載電流由滿載減小到空載, 則在 INV 腳上的失調(diào)