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 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)線壓降補償功能可以得到良好的負載調(diào)整特性。在恒流模式 重負載工作條件下,器件工作在 PFM 模式;中負載和輕負載,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,它包含逐周期電流限制, VDD 過壓保護, VDD 鉗位和欠壓保護等。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)建原邊電感補償 可調(diào)節(jié)線壓降補償 開機軟啟動內(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(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 手機充電器 數(shù)碼相機充電器 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 VDD 一旦達到 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,輸出濾波電容為負載提供電流,初級繞 組電流斜波上升;當 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 參考進行比較,然后經(jīng)誤差放大器輸出 COMP 映射負載電壓,并控制 PWM 開關(guān)頻率以調(diào)節(jié)輸出電壓, 這樣就達到恒壓輸出。當采樣電壓低于參考電壓,并且誤差放大器輸出 COMP 端達到最大值,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,即可補償初級電感偏差±10%以上。EMI 頻率抖動的改良在 FM7538C 里可以進行頻率抖動控制(開關(guān)頻率調(diào)制 ,對振蕩頻率進行調(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?？烧{(diào)節(jié)線壓降補償在 FM7538C 里完成線壓降補償可以達到良好的負載調(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)截撦d上的電流成反比,這樣在線損耗降壓就會得到補償。如果 負載電流由滿載減小到空載, 則在 INV 腳上的失調(diào)