CR5211支持BJT的高精度、恒流/恒壓、原邊模式脈寬調(diào)制控制器
特征
l 低啟動電流
l 恒壓精度可達±5%、恒流精度可達±4%
l 原邊檢測拓撲結(jié)構(gòu),無需TL431和光耦
l 全電壓范圍內(nèi)高精度恒壓和恒流輸出
l 可編程CC/CV模式控制
l 內(nèi)置輸出線電壓補償功能
l 內(nèi)置初級電感量偏差補償功能
l 內(nèi)置前沿消隱電路 (LEB)
l 內(nèi)置高低壓過功率補償
l 內(nèi)置次級電壓采樣控制器
l VDD端過壓保護
l 內(nèi)置FB開路保護功能
l 內(nèi)置CS開路保護功能
l 內(nèi)置輸出短路保護功能
l 欠壓鎖定保護功能
l 逐周期電流限制
l 過載保護
l 過溫保護
l SOT23-6L封裝
應用
l 手機/數(shù)碼攝像機充電器
l 小功率電源適配器
l 電腦和電視機的輔助電源
l 替代線性調(diào)節(jié)器或RCC
產(chǎn)品概述
CR5211 是一款應用于小功率 AC/DC 充電器和電源適配器的高性能離線式脈寬調(diào)制控 制器。該芯片采用原邊檢測和調(diào)整的拓撲結(jié)構(gòu),因此在應用時無需 TL431 和光耦。 芯片內(nèi) 置恒流/恒壓兩種控制方式,其典型的控制曲線如圖所示。
在恒流控制時,最大輸出電流和輸出功率可以通過 CS 引腳的限流電阻 RS 設定。在恒壓控制時,內(nèi)置恒壓 采樣電路以及高精度的誤差比較器基準電壓保證了芯 片的高性能和高精度。此外,內(nèi)置線損補償電路保證了
從空載到滿載條件下輸出電壓精度。芯片還具有極低的 靜態(tài)工作電流(典型值為 650μA),在空載狀態(tài)下,
CR5211 工作在 PFM 模式,最小工作頻率可以達到 200Hz,所以芯片的待機功耗很低(可以 滿足待機功耗低于 100mW)。
CR5211 針對各種故障設計了一系列完善的保護措施,包括逐周期電流限制、峰值電流 限制、過壓保護、FB 開路保護、CS 開路保護、輸出短路保護、LEB、OTP、電源箝位和欠 壓鎖定功能。
參 數(shù) |
值 |
VDD 電壓 |
-0.3 to 30V |
BD 電壓 |
-0.3 to 7V |
CS 輸入電壓 |
-0.3 to 7V |
FB 輸入電壓 |
-0.3 to 7V |
最小/最大工作結(jié)溫 |
-40 ℃ to 150 ℃ |
最小/最大存儲溫度 |
-55 ℃ to 150 ℃ |
引腳溫度(焊接時間 10 秒) |
260℃ |
電氣特性
(Ta=25°C 除非特殊說明, VDD=20V)
參數(shù) |
描述 |
測試條件 |
最
小 |
典
型 |
最
大 |
單位 |
供電電源部分 |
IST |
啟動電流 |
VDD=17V |
|
1 |
10 |
μA |
IOP |
工作電流 |
VDD=20V |
|
0.8 |
1.5 |
mA |
UVLO_ON |
UVLO 導通閾值電壓 |
|
6.0 |
6.6 |
7.2 |
V |
UVLO_OFF |
UVLO 關(guān)斷閾值電壓 |
|
17.2 |
18.4 |
19.6 |
V |
VDD_OVP |
VDD OVP 觸發(fā)電壓 |
VDD 上升直至輸出
關(guān)斷 |
25 |
27 |
29 |
V |
VDD_CLAMP |
VDD OVP 鉗位電壓 |
IVDD=10 mA |
26.5 |
28.5 |
30.5 |
V |
電流檢測輸入部分 |
TLEB |
LEB 時間 |
|
|
500 |
|
ns |
VTH_OC_MAX |
最大 OCP 過功率閾值
電壓 |
|
490 |
500 |
510 |
mV |
TD_OC |
過流檢測控制延時 |
|
|
100 |
|
ns |
誤差放大器部分 |
VFB_REF |
誤差放大器的輸入基
準電壓 |
|
1.98 |
2 |
2.02 |
V |
TON_MAX |
最大導通時間 |
|
|
20 |
|
μs |
TPAUSE_MIN |
最小關(guān)斷時間 |
|
|
2 |
|
μs |
TPAUSE_MAX |
最大關(guān)斷時間 |
|
|
5 |
|
ms |
VFB_SHORT |
輸出短路閾值電壓 |
|
|
0.6 |
|
V |
TFB_SHORT |
輸出短路延時 |
|
|
13 |
|
ms |
ICOMP_MAX |
最大線補電流 |
|
|
55 |
|
μA |
基極驅(qū)動部分 |
IBASE_MAX |
最大基極驅(qū)動電流 |
|
25 |
30 |
37 |
mA |
IBASE_RPE_OFF |
關(guān)斷前基極驅(qū)動電流 |
|
0.5 |
1 |
1.5 |
mA |
RDS_ON |
|
|
|
1 |
|
ohm |
過溫保護 |
OTP_TH |
過溫保護 |
|
|
155 |
|
℃ |
工作原理
CR5211 是一款低成本、高性價比的脈寬調(diào)制控制器,適用于離線式小功率 AC/DC 電 池充電器和電源適配器。它采用原邊控制方式,因此不需要 TL431 和光耦。內(nèi)置采樣電路 能夠提供高精度恒流/恒壓控制,能夠較好地滿足大多數(shù)充電器的要求。
啟動
CR5211 通過啟動電阻提供從整流濾波高壓端到 VDD 旁路電容的直流通路,為芯片提 供啟動電流。CR5211 的啟動電流非常低(典型值為 1μA),因此可以采用較大的啟動電阻從 而減小待機功耗,同時保證 VDD 能夠很快被充到 UVLO_OFF 以上,從而使芯片快速啟動。
恒流/恒壓工作
CR5211 作為充電器應用時,芯片首先工作在 CC 模式,并以恒定的輸出電流對電池充 電,當電池電壓達到滿電壓時迅速切換到 CV 工作模式,輸出電壓通過變壓器繞組反饋到 FB 端,采樣電路采樣到的 FB 端電壓與誤差放大器基準電壓比較放大以后再經(jīng)過芯片內(nèi)部 環(huán)路調(diào)節(jié)控制輸出電壓恒定。
工作原理
為了確保 CR5211 在 CC/CV 模式下正常工作,設計必須保證芯片工作在 DCM 模式。 在開關(guān)管導通期間,變壓器初級電感電流以固定的斜率上升,在開關(guān)管關(guān)斷時刻達到最
大值 ,同時初級繞組上的電流按照一定的匝比關(guān)系轉(zhuǎn)移到次級繞組上,所以次級繞組上的 峰值電流為:
FB 端通過輔組繞組和 GND 之間的分壓電阻進行采樣。內(nèi)置采樣電路在退磁時間內(nèi)設 置的時刻開始采樣并保持到下一次采樣,再將采樣電壓與誤差放大器基準電壓比較放大,根 據(jù)負載狀態(tài)調(diào)整開關(guān)管關(guān)斷時間來調(diào)整輸出電壓。
CC 工作點和輸出功率可調(diào)
CR5211 的 CC 工作點和輸出功率可調(diào)通過調(diào)節(jié) CS 端的外接電阻 RS,在 RS 比較大的情 況下,CC 工作點和輸出功率都比較小,如圖 2 所示。
CR5211 采用芯片內(nèi)部設置 LP FSW 為常數(shù)的方法克服了 CC 模式下最大輸出電流隨著初 級電感量的變化而改變的缺陷。
線損補償
為了達到良好的負載調(diào)整率,CR5211 內(nèi)部集成了線損補償功能。FB 端的采樣電壓由兩 部分組成:1、輸出電壓通過變壓器繞組反饋到 FB 端的電壓;2、芯片內(nèi)部線損補償電流流 過分壓電阻所產(chǎn)生的電壓,這個電流與開關(guān)管關(guān)斷時間成正比,與負載電流成反比,所以使
得由于輸出負載電流變化而導致的輸出電壓變化能夠得到有效補償。 最大補償百分比為:
CS 電流檢測和前沿消隱
CR5211 的峰值電流檢測通過檢測 CS 腳的外接電阻 RS 上的電壓,并且內(nèi)部設計前沿消 隱電路濾除開關(guān)三極管在開啟瞬間的電流尖峰,所以 CS 輸入腳的 RC 濾波電路不再需要。
基極驅(qū)動電路
芯片驅(qū)動采用推拉式設計,提供外部三極管的基極驅(qū)動電流,這個電流被限制在最大
30mA。
保護電路
CR5211 為了確保系統(tǒng)的正常工作內(nèi)置了多重保護措施。這些保護措施包括逐周期電流 限制、峰值電流限制、過壓保護、FB 開路保護、CS 開路保護、輸出短路保護、LEB、電源 箝位和欠壓鎖定等功能。芯片的供電電源 VDD 由輔助繞組提供。當 VDD 低于進入欠壓鎖 定的閾值電壓時,開關(guān)將會被關(guān)斷,隨后系統(tǒng)自動進入重啟狀態(tài)。
特性曲線及波形
(VDD=20V, TA=25℃ 除了另作說明)。
封裝信息
SOT23-6L
符號 |
毫米 |
英寸 |
|
最小 |
最大 |
最小 |
最大 |
A |
0.700 |
1.150 |
0.028 |
0.045 |
A1 |
0.000 |
0.100 |
0.000 |
0.004 |
B |
1.397 |
1.803 |
0.055 |
0.071 |
b |
0.300 |
0.559 |
0.012 |
0.022 |
C |
2.591 |
3.000 |
0.102 |
0.118 |
D |
2.692 |
3.099 |
0.106 |
0.122 |
e |
0.838 |
1.041 |
0.033 |
0.041 |
H |
0.080 |
0.254 |
0.003 |
0.010 |
L |
0.300 |
0.610 |
0.012 |
0.024 |
產(chǎn)品型號 |
封裝類型 |
包裝材質(zhì) |
一盤 |
一盒 |
一箱 |
CR5211 |
SOT23-6L |
編帶 |
3000 |
30000 |
120000 |
產(chǎn)品最小訂購量為 30000 片,即一盒的芯片數(shù)量。