综述开关电源控制器集成电路
    

  概 述

  XN1048 是一款高集成度、高性能的电流模式PWM控制器芯片。适用于电源适配器等中小功率的开关电源设备

  为了降低待机功耗,满足更高的绿色环保标准,芯片提供了脉冲模式(Burst Mode)功能。即在轻载或者无负载情况下,XN1048 可以线性地降低芯片的开关频率,因此减少开关的损耗,获得更低的待机功耗,提高电源系统的转化效率。

  通过优化设计,XN1048 具有极低的启动电流和工作电流,不仅有利于的启动电路设计,而且启动电路中可以使用大阻值的启动电阻,以降低待机功耗,并提高功率转换效率。

  XN1048 内置的同步斜波补偿电路,改善了系统的大信号稳定性,减少了PWM 在高占空比输出的时候可能产生的谐波振荡。XN1048 在反馈输入引脚端内置了前沿消隐功能,能有效去除反馈信号中的毛刺。有助于减少开关电源系统中的外部元器件数量,降低系统的整体成本。同时还能提高开关电源系统的转换效率。

  XN1048提供了多种全面的可恢复保护模式,其中包括:逐周期电流限制保护(OCP)、过载保护(OLP)、 VDD电压的过压钳位、以及低压关闭(UVLO)。其中,为了更好的保护外部MOSFET功率管,栅极驱动输出电压被钳位在18V。XN1048在图腾柱栅极驱动输出端使用了软开关控制技术,可以很好的改善开关电源系统的EMI性能。通过优化设计,当芯片的工作频率低于20KHz的情况下,音频能量可以降低到最小值。因此,音频噪声性能可以获得很大的改善。

  XN1048芯片可以作为线性电源或者RCC模式电源的最佳替代产品,从而提高开关电源系统的整体性能,并有效地降低系统成本。

  XN1048 提供8-Pin 的SOP8 与DIP8,以及6-Pin 的SOT26 的封装形式。

  特 点

  􀂄 Burst Mode 功能;低启动电流(3uA);低工作电流(1.4mA);内置前沿消隐;内置同步斜波补偿;电流模式工作;外部可编程的PWM 开关频率;逐周期电流限制保护(OCP);VDD 过压钳位保护;低电压关闭功能(UVLO);栅驱动输出电压钳位(18V);恒定输出功率限制;过载保护(OLP);工作时不产生音频噪声

  应 用

  通用的开关电源设备以及离线 AC/DC 反激式电源

  转换器:电源适配器;机顶盒电源;开放式开关电源;电池充电器

  典型应用图

  引脚定义与器件标识

  XN1048 提供了8-Pin 的DIP8 和SOP8 封装,以及6-Pin 的SOT23-6 封装,顶层如下图所示:

  订购信息

  引脚功能说明

  电路内部结构框图

  极限参数

  推荐工作条件

  ESD 参数

  电气特性参数

  典型特征参数

  功能描述

  XN1048 是一款高集成度、高性能的电流模式PWM 控制器芯片。适用于电源适配器等中小功率(30W)的开关电源设备与开关电源转换器。极低的启动电流与工作电流、以及轻载或者无负载情况下的burst mode 功能,都能有效的降低开关电源系统的待机功耗,提高功率转换效率。内置的同步斜波补偿、反馈引脚的前沿消隐等功能不仅能减少开关电源系统的元器件数目,还增加了系统的稳定性,避免谐波振荡的产生。XN1048还提供了多种全面的可恢复保护模式。主要特点

  功能描述如下:

  启动电流和启动控制

  XN1048 的启动电流设计得很小(3uA),因此VDD 能很快充电上升到脱离UVLO 的域值电压以上,器件可以实现快速启动。大阻值的启动电阻可以被用来减少功耗,并且在应用中可以简化启动电路的设计,实现可靠的启动。对于一个典型的通用的AC/DC 电源适配器设计(输入电压范围90VAC-264VAC),一个2MΩ,0.125W 启动电阻可以和一个VDD 电容一起提供快速和低功耗的启动设计方案。

  工作电流

  XN1048 具有很低的的工作电流(1.4mA)。低工作电流,以及burst mode 控制电路可以有效地提高开关电源的转换效率;并且可以降低对VDD保持电容的要求。

  脉冲模式(Burst Mode)

  在无负载或者轻负载的情况下,开关电源中的大部分功耗来自于MOSFET 的开关损耗、变压器的磁心损耗、以及缓冲电路的损耗。功耗的大小与一定时间内MOSFET 的开关次数成正比。减少开关次数也就减少了功耗,节约了能源。XN1048 内置的Burst Mode 功能,可以根据负载情况自动调节开关模式。当系统处于无负载或者轻/中负载下,FB 端的输入电压会处于脉冲模式(Burst Mode)的域值电压之下。根据这个判断依据,器件进入脉冲模式控制。栅极驱动输出端

  只有在VDD 电压低于预先设定的电平值,并且FB 输入端被激活的情况下才会有输出。其他情况下,栅极驱动输出保持长关的状态以减少功耗,从而尽可能地减少待机功耗。高频开关的特性也减少了工作时的音频噪声。

  振荡器

  RI 和GND 之间的电阻值决定了电流源对内部的电容的充放电时间,从而确定了PWM 的核心振荡频率。RI 和开关频率之间的关系根据以下公式决定:(通常的工作情况下,RI 取Kohm 的级别)( )(Khz)RI KohmF 6500 OSC =电流检测和前沿消隐XN1048 内部具有逐周电流限制(cycle-by-cyclecurrent limiting)功能。开关电流通过检测电阻输入到SENSE 引脚。引脚内部的前沿消隐电路可以消除MOSFET 开启瞬间由于snubber 二极管反向恢复造成的感应电压毛刺,因此SENSE 输入端的外接RC 滤波电路可以省去。限流比较器在消隐期间被禁止而无法关断外部MOSFET。PWM占空比由电流检测端的电压和FB 输入端的电压决定。

  内部同步斜波补偿

  PWM 产生过程中,内置的斜波补偿电路可以在电流检测输入端的电压基础上叠加斜波电压。这极大地增加了CCM 下闭环的稳定性,避免了谐波振荡,减少了输出纹波电压。

  栅极驱动

  XN1048 的GATE 引脚连接到外部MOSFET 的栅极以实现开关控制。太弱的栅驱动强度会导致过大的开关损失,而太强的驱动会产生过大的EMI。XN1048 通过内建图腾柱栅极驱动电路的优化设计,实现了的输出强度和死区时间控制两者之间的良好折中。从而可以更容易的设计出理想的低待机损耗和EMI 系统。XN1048 还在栅极驱动输出端内置了18V 的钳位电路,有效地保护了外接MOSFET 开关管。

  保护控制

  XN1048 提供了全面的保护特性,系统可以获得最高可靠性。其中包括逐周限流保护(OCP),过载保护(OLP),片上VDD 过压钳位以及低压关(UVLO)。XN1048 内置的OCP 保护电路可以有效地检测PWM 控制信号的占空比,并通过线电压的补偿确保在连续交流输入电压范围内获得恒定的输出功率限制。在输出过载的情况下,FB 输入电压超过功率限制阈值大于TD_PL 时,控制电路将关断MOSFET输出。当VDD 低于UVLO 门限电压时器件重启。VDD 高于阈值时将钳位。当VDD 低于UVLO 门限的时候,MOSFET 被关断,器件随后进入上电启动程序。

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    收录时间:2016年03月10日 06:04:38 来源:中国电子电力产业网 作者:匿名
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