开关电源IC_DK106产品手册（可编辑）

开关电源IC_DK106产品手册（可编辑） 开关电源IC_DK106产品手册 DK106高性能开关电源控制芯片 功能描述 DK106芯片是专用小功率开关电源控制芯片广泛用于电源适配器LED电源电磁炉 空 调DVD等小家电产品 一产品特点 采用双芯片设计高压开关管采用双极型晶体管设计以降低产品成本控制电路采 用大规模MOS数字电路设计并采用E极驱动方式驱动双极型晶体芯片以提高高压开关 管的安全耐压值内建自供电电路不需要外部给芯片提供电源有效的降低外部元 件的数量及成本 芯片内集成了高压恒流启动电路无需外部加启动电阻 内置过流保护电路防过载保护电路输出短路保护电路温度保护电路及 光藕失效 保护电路 内置斜坡补偿电路保证在低电压及大功率输出时的电路稳定 内置PWM 振荡电路并设有抖频功能保证了良好的EMC特性 内置变频功能待机时自动降低工作频率在满足欧洲绿色能源 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 同 时降低了输出电压的纹波 内置高压保护当输入母线电压高于保护电压时芯片将自动关闭并进行 延时重启 内建斜坡电流驱动电路降低了芯片的功耗并提高了电路的效率 4KV防静电ESD测试 httpcom 1 DK106高性能开关电源控制芯片 二功率范围 输入电压 最大输出功率 6W 8W 8W 三封装与引脚定义 引脚 符号 功能描述 1 Gnd 接地引脚 2 Gnd 接地引脚 3 Fb 反馈控制端 4 Vcc 供电引脚 5678 Collector 输出引脚连接芯片内高压开关管Collector端与开关变压 器相连 四内部电路框图 httpcom 2 DK106高性能开关电源控制芯片 五极限参数 供电电压Vcc -03V--9V 供电电流Vcc 60mA 引脚电压 -03V--Vcc03V 开关管耐压 -03V--780V 峰值电流 400mA 总耗散功率 1000mW 工作温度 0?--125? 储存温度 -55?--150? 焊接温度 280?5S 六电气参数 项目 测试条件 最小 典型 最大 单位 电源电压Vcc AC 输入85V-----265V 4 5 6 V 启动电压 AC 输入85V-----265V 48 5 52 V 关闭电压 AC 输入85V-----265V 36 4 42 V 电源电流 Vcc 5VFb 22V 10 20 30 mA 启动时间 AC 输入85V --- --- 500 mS Collector保护电压 L 24mH 460 480 500 V 开关管耐压 Ioc 1mA 700 --- --- V 开关管电流 Vcc 5VFb 16V----36V 320 360 400 mA 峰值电流保护 Vcc 5VFb 16V----36V 380 400 420 mA 振荡频率 Vcc 5VFb 16V----28V 60 65 70 KHz 变频频率 Vcc 46VFb 28V----36V 05 -- 65 KHz 抖频步进频率 Vcc 46VFb 16V----28V 08 1 12 KHz 温度保护 Vcc 46VFb 16V----36V 120 125 130 ? 占空比 Vcc 46VFb 16V----36V 5 --- 70 控制电压Fb AC 输入85V-----265V 15 --- 36 V httpcom 3 DK106高性能开关电源控制芯片 七工作原理 上电启动当外部电源上电时直流高压经开关变压器传至芯片的COLLECTOR端5678 引脚后经内建高压恒流启动电路将启动电流送至开关管Q1 的B极通过开关管Q1 的电流放大约为20 倍放大进入电源管理电路经D1为Vcc 外部电容C1 充电同时 为Fb 预提供一个36V 电压Fb 引脚对地应接入一只滤波电容当Vcc 的电压逐步 上升至5V 时振荡器起振电路开始工作控制器为Fb 开启一个约为25uA 的对地电 流源电路进入正常工作 上电原理图 上电时序图 正常工作电路完成启动后振荡器开始工作触发器的Q1Q2 输出高电平高压 晶体管与功率MOS 管同时导通开关电流经晶体管与功率MOS管接到40 Ω电流取样电 阻并在电阻上产生与电流成正比的电压由于开关变压器分布电容的存在在电 路开通的瞬间有一个高的尖峰电流为了不引起电路的误动作在电路开通时启动 一个前沿消隐电路将尖峰电流去除消隐时间为250nS控制端Fb 电压 经斜坡补 偿后与取样电阻上的电压相加后与06V 的基准电压相比较当电压高于基准电压时 比较器输出低电平触发器的Q1Q2 输出低电平高压晶体管与功率MOS 管同时关 断COLLECTOR 端电压上升电路进入反激工作在下一个振荡周期到时电路将重 新开始导通工作 httpcom 4 DK106高性能开关电源控制芯片 工作时序图 电路在t1时间Vcc电压上升到5V电路开启工作Q2输出PWM信号t2t3时间Vcc 电压高于6V电路停止输出Q2 输出低电平t3t4 时间Vcc电压回到范围之内电 路正常工作t4t5 时间Vcc 电压低于4V电路停止输出Q2 输出低电平t6 时间 Fb 电压低于16V开路开启一个24mS 的定时器PWM 以最大占空输出直到t7 时间 Fb 电压还未能高于15V电路开始重新启动t9 时间Vcc 电压上升到5V电路重新 开启工作t10时间Fb电压高于36V电路停止输出 控制引脚FbFb 引脚外部应当连接一只电容以平滑Fb 电压外接电容会影响到电 路的反馈瞬态特性及电路的稳定工作典型应用可在10nF100nF 之间选择当Fb 电 压高于15V 而小于28V 时电路将以65KHz 的频率工作当Fb 电压高于28V 而小 于36V 时电路将随着Fb 的电压升高而降低频率当Fb 电压高于36V 时电路将 停止振荡当Fb 电压小于15V 时电路将启动一个48mS 的延时电路如在此 b 期间F 电压回复到15V 以上电路将继续正常工作否则芯片将进行重新启动此电路完 成了光藕失效的保护 httpcom 5 DK106高性能开关电源控制芯片 Is与Fb时序图 Fb与工作频率PWM时序图 自供电电路已申请国家专利芯片内建自供电电路将电路的电源电压控制在5V 左右以提供芯片本身的电流消耗自供电电路只能提供自身的电流消耗不能为外 部电路提供能量 斜坡电流驱动为了降低芯片的耗能及提高电路的效率内部为高压晶体管的B极提供 的基极电流采用了斜坡电流驱动技术当开关电流Is 为0 时基极电流约 为20mA随 着开关电流的逐步增大基极电流也逐步增大当开关电流为300mA 时基极电流为 50mA httpcom 6 DK106高性能开关电源控制芯片 Ib与Is时序图 抖频电路为了能满足EMC 的要求芯片内设有一个抖频电路PWM 的频率将以65KHz 的频率为中心以1KHz 的步进在8 个频率点上运行这样有效的降低了EMC 的设计的 复杂度及费用 热保护芯片的温度达到125?时芯片将进行重新启动直至芯片的温度降低到 120?以下芯片才会重新进入正常工作状态 峰值电流保护因外部的某种异常引起的电流过大时当电流达到400 mA 时芯片将 进行重新启动 电源异常因外部的某种异常引起的电源电压高于6V 时或电源电压低于4V时芯片 将进行重新启动 超压保护芯片在完成启动后芯片内部设定了一个电流的上升斜率 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 电路当外 部的电压超高或者开关变压器的失效都会引起电流的斜率变化保护电路 将会对电 路进行重新启动这样保证了高压晶体管的安全同时对低频的浪涌电压进行了有效 的保护 httpcom 7 DK106高性能开关电源控制芯片 斜率检测时序图 根据电感电流公式 可知在电感不变时在一个固定的时间上检测电流 可计算出电压芯片利用该原理在350nS 时检测Is 电流当Is 电流小于008V 时 电路正常工作当Is 电流大于008V 时芯片进入异常保护同理当外部的电感器 的电感量变小也会让芯片进入异常保护这样即可以保护母线电压过高引起的开关 管的击穿也可以保护因外部变压器的饱和或者短路引起的电感量下降导致 Is 电流过 大引起芯片的损坏 直流母线保护电压与变压器电感量的关系图 httpcom 8 DK106高性能开关电源控制芯片 八芯片测试 8(1耐压测试 8(2电性能测试 httpcom 9 DK106高性能开关电源控制芯片 九典型应用一12V05A输出离线反激式开关电源 9(1元器件清单 序号 元件名称 规格型号 位号 数量 备注 1 保险丝 F1AAC250V F1 1 2 安规X 电容 104AC275V C1 1 3 二极管 IN4007 D1D4 4 4 HER107 D5 1 5 SR1100 D6 1 6 稳压二极管 11V05W ZD1 1 7 电解电容 15UF400V C2 1 8 22UF16V C4 1 9 1000UF25V C6 1 10 瓷片电容 103250V C3 1 11 10325V C5 1 12 IC DK106 IC1 1 13 PC817 IC2 1 14 色环电阻器 100K025W R1 1 15 3K025W R2 1 16 470R025W R3 1 17 变压器 EE16 T1 1 httpcom 10 DK106高性能开关电源控制芯片 9(2变压器设计只作参考 9(2(1参数确定 变压器设计时需要先确定一些参数1输入电压范围2输出电压及电流 3开关频率4最大占空比 1输入电压范围 AC85265V 2输出电压电流 DC12V05A 3开关频率 F 65KHz 4最大占空比 D 05 9(2(2磁心的选择 先计算出电源的输入功率 指开关电源的效率设为08 我们可以通过磁心的制造商 提供的图表进行选择也可通过计算方式选择我们查图表方式选择75W 电源 可用EE16 或 者EE19磁心我们选择EE16磁心进行下一步的计算 9(2(3计算原边电压Vs 输入电压为AC80265V计算最低电压下的最大功率最低电压为80V 考虑了线路压降及整流压降 9(2(4计算导通时间 9(2(5计算原边匝数Np V Np ――――原边匝数 Vs ――――原边直流电压最低电压值 Ton ――――导通时间 Bac ――――交变工作磁密mT设为02 Ae ――――磁心有效面积 mm EE16磁心为20mm ? 9(2(6计算副边匝数Ns Ns ――――副边匝数 Np ――――原边匝数 Vout ――――输出电压包含线路压降及整流管压降12V1V 13V Vor ――――反激电压设置该电压不高于150V以免造成芯片过压损坏本设计中 设为100V Ns 13192100 25匝 httpcom 11 DK106高性能开关电源控制芯片 9(2(7计算原边电感量Lp Lp ――――原边电感量 Ip――――原边峰值电流芯片设定最大峰值电流720mA Lp 10077320 ?24mH 9(2(8变压器的设计验证 变压器的设计时最大磁感应强度不能大于04T铁氧体的饱和磁感应强度一般为04T 左 右由于单端反激电路工作在B-H 的第一象限磁心又存在剩磁Br 约为01T所以最大 的工作磁通B最大只有i 证明设计合理 9(2(9变压器的漏感 由于变压器不是理想器件在制造过程中一定会存在漏感漏感会影响到产品的稳定及安 全所以要减小漏电感应控制在电感量的5以内三明治绕线方式可以减小漏感 十设计注意事项 10(1功率器件是需要散热的芯片的主要热量来自功率开关管功率开关管与引脚5678 相连接所以在PCB布线时应该将引脚5678外接的铜箔的面积加大并作镀锡处理以增大 散热能力 10(2芯片的5678引脚是芯片的高压部份最高电压可达600V以上所以在线 路布置上要 与低压部份保证15mm以上的安全距离以免电路出现击穿放电现象 10(3芯片的第1引脚是测试引脚用于芯片的成品测试及耐压测试在电路应 用时不能与 其它电路相连接 十一封装尺寸 httpcom 12 DK106高性能开关电源控制芯片 十二包装信息 12(1芯片采用防静电管包装 代 最小值 额定值 最大值 号 mm mm mm A 11 115 12 B 115 12 125 C 10 105 11 D 04 05 06 E 35 4 45 F 5 55 6 122包装数量 包装 数量 单管 50 单包装箱 2000 大包装箱 20000 httpcom 13