BD6612 [BULGIN]
BD6612可以工作无异音,同时可保证优异的动态性能。利用集成的线损补偿功能,可获得高性能的恒压输出表现。;型号: | BD6612 |
厂家: | ELEKTRON COMPONENTS LTD. |
描述: | BD6612可以工作无异音,同时可保证优异的动态性能。利用集成的线损补偿功能,可获得高性能的恒压输出表现。 |
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BD6612
多模式、恒流恒压原边控制功率开关
多模式、恒流恒压原边控制功率开关
主要特点
产品描述
集成 650V MOSFET
BD6612是一款高性能原边控制器,可提供高精度
恒压和恒流输出性能,尤其适合于小功率离线式充
电器应用中。
±5%恒流、恒压精度
待机功耗<70mW
多模式原边控制方式
工作无异音
在恒压输出模式中,BD6612采用多模式工作方式,
即调幅控制(AM)和调频控制(FM)相结合,提
高了系统的效率和可靠性。在恒流输出模式中,芯
片采用调频控制方式,同时集成了线电压和负载电
压的恒流补偿。采用BD6612可以工作无异音,同
时可保证优异的动态性能。利用集成的线损补偿功
能,可获得高性能的恒压输出表现。
优化的动态响应
可调式线损补偿
集成线电压和负载电压的恒流补偿
集成完善的保护功能:
短路保护(SLP)
过温保护(OTP)
逐周期限流保护(OCP)
前沿消隐(LEB)
BD6612集成有多种保护功能:VDD 欠压保护
(UVLO)、VDD 过压保护(OVP)、逐周期限流
保护(OCP)、短路保护(SLP)和 VDD 箝位等。
管脚悬空保护
VDD 过欠压保护和箝位保护
封装形式 SOP-7
典型应用
手机充电器
交流适配器及 LED 照明
充电器应用
典型应用电路
NC
Drain
Drain
INV
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BD6612
多模式、恒流恒压原边控制功率开关
产品标记
7
1
6
5
BD6612
XXXXXXXX
2
3
4
SOP-7
编码说明
1、第一排代表芯片料号
2、第二排代表生产批号
管脚功能描述
管脚
名称
I/O
描述
芯片供电管脚
无连接,使用悬空。
1
VDD
I
NC
2
3
-
系统反馈管脚。辅助绕组电压经电阻分压后送至 FB 管脚,用于 CV
模式输出电压控制及 CC 模式输出电流控制
INV
I
4
CS
I
I
电流采样输入管脚
5,6
Drain
功率MOSFET输出脚
7
GND
P
芯片地管脚
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BD6612
多模式、恒流恒压原边控制功率开关
订货信息
型号
描述
BD6612
SOP-7,编带盘装,4000颗/卷
内部功能框图
动态响应
QR
Vea
CV_Mode
原边恒流控制
(PSR-CCM)
Drain
S
R
PWM
软驱动
Q
Vea
原边恒压控制
(PSR-CVM)
线电压&负载电
压恒流补偿
PWM
Max. Toff
时钟&逻辑控制
Ton
FB_sample
SLP
过温保护
(OTP)
OTP
故障逻辑管理
VDD OVP
165/135℃
前沿消隐
CS
Comp
Icable
线损补偿(CDC)
0.5V
CV Sample
Signal
FB_sample
VDD OVP
30V
VDD OVP
Vea
INV
多模式控制
EA
VDD
2V
UVLO
16.3V/9V
POR
采样&保持
SLP
Comp
短路保护
Regulator
0.7V
电压&电流基准
34.5V
Tdem
消磁检测
GND
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BD6612
多模式、恒流恒压原边控制功率开关
电气参数 (TA= 25℃, VDD=18V, 除非另有说明)
符号
参数
测试条件
最小
典型
最大
单位
供电部分(VDD 管脚)
IVDD_st
IVDD_Op
IVDD_standby
VDD_ON
VDD 启动电流
VDD 工作电流
VDD 静态电流
VDD 开启电压
VDD 关断电压
2
0.7
0.5
16.3
9
15
0.9
1
uA
mA
mA
V
VFB=1.1V, VDD=18V
0.3
15
8
17.5
10
VDD_OFF
V
VDD_OVP
VDD OVP 阈值
VDD 箝位电压
28
30
32
V
V
VDD_Clamp
I(VDD ) = 7 mA
32.5
34.5
36.5
反馈控制部分 (FB Pin)
VFBREF
VFB_SLP
TFB_Short
VFB_DEM
Toff_min
内部误差放大器参考输入
1.97
2.0
0.7
10
25
2
2.03
V
V
短路保护阈值
短路保护去抖时间
消磁比较器阈值
最短关断时间
最长关断时间
最大线补电流
ms
mV
us
6)
(备注
Toff_max
ICable_max
3.6
48
4
4.5
58
ms
uA
53
电流采样部分(CS 管脚)
TLEB
前沿消隐时间
500
500
100
ns
mV
ns
Vcs(max)
TD_OC
过流保护阈值
490
---
510
过流保护关断延时
过温保护
TSD
过热关机
热恢复
(备注 6)
(备注 6)
165
135
--
--
°C
TRC
°C
功率MOSFET部分 (Drain管脚)
VBR
功率 MOSFET 漏源击穿电压
650
V
BD6612
3
ohm
Rdson
静态漏源导通电阻
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BD6612
多模式、恒流恒压原边控制功率开关
参数特性曲线
…
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BD6612
多模式、恒流恒压原边控制功率开关
功能描述
BD6612 是一款高性能、多模式且采用断续模式
(DCM)工作的原边控制器。芯片内高精度的恒流、
恒压控制机制结合完备的保护功能,使其适用于小
功率离线式电源应用中。
电压反馈信号。图 2 展示了 BD6612 内部 CV 电压
采样时序以及关键波形。随着副边电流的续流到零,
存在着副边续流二极管导通压降 VF 的降低过程。
为了通过辅助绕组获得高精确的输出电压信息,芯
片内的恒压采样模块屏蔽了由于漏感导致的关断时
刻的电压振荡。当恒压采样过程结束时,内部的采
样保持模块记录下反馈误差并通过内部的误差运算
放大器将其放大。原边恒压控制模块利用误差运算
放大器的输出实现高精度的恒压输出。芯片内部恒
压输出基准为高精度的 2V。
系统启动
在芯片开始工作之前,BD6612 仅消耗典型值为
2uA 的启动电流,超低启动电流可以帮助增加启动
电阻阻值以达到降低由直流母线流经启动电阻的电
流和待机功耗的目的。当 VDD 电压超过开启电压
(典型值 16.3V), BD6612 开始工作并且芯片工
作电流上升到 1mA(典型值)。之后 VDD 电容持
续为芯片供电直至输出电压建立后由辅助绕组为芯
片供电。
Na
R1
VO VF
Ns R1 R2
图 2
INV
NC
BD6612
在恒压采样过程中,BD6612 内部有一可变电流源
从 FB 管脚流出用作线损补偿,如图 2 所示,由此
将在 FB 波形上产生一电压阶梯。图 2 也展示了消
磁过程中 FB 电压平台的量化关系:
图 1
Na
R1
VFB V V
F
O
Ns R1 R2
一旦芯片进入到超低频工作模式中,BD6612 的工
作电流便进一步降低到 0.5mA(典型值),以帮助
降低系统待机功耗。
其中:Vo 和 VF 分别为输出电压和副边续流二极管
导通电压;R1 和 R2 为由辅助绕组连接到 FB 管脚
的分压电阻;Ns 和 Na 分别为副边绕组和辅助绕组
匝数。
原边恒压控制(PSR-CVM)
在原边控制技术中,当原边向副边传输能量时,通
过采样与副边绕组耦合的辅助绕组电压,得到输出
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BD6612
多模式、恒流恒压原边控制功率开关
当系统进入到过载模式后,随着输出电压的降低
FB 电压将降低至内部输出电压基准 2V 以下,之后
芯片也将自动进入到恒流输出模式中。
其中:
N----变压器原边绕组与副边绕组匝数之比。
Rcs---连接于功率 MOSFET S 极与 GND 之间的采
原边恒流控制(PSR-CCM)
样电阻。
芯片利用 FB 管脚电压和 CS 管脚电压的时序关系,
可以实现高精度的恒流输出控制。如图 3 所示,在
恒压输出模式当系统输出功率增加且接近恒流输出
控制点时,原边电感电流达到其最大值。
准谐振降压型 LED 恒流输出应用(QR-
BUCK)
BD6612支持准谐振降压恒流输出应用,仅需将
SEL 管脚短至 GND 即可。在准谐振降压工作模式
中,芯片保持 CS 峰值固定,并通过谷底开通方式,
实现高精度恒流控制的同时,还可实现系统高效率。
平均输出电流的公式如下:
1
2
500mV
IBuck_CC_OUT
mA
Rcs
多模式恒压工作
Ipp
ax
NP Tdem
ICC_OUT
2
NS
Tsw
如图 4 所示,为了满足严苛的平均效率和待机功耗
要求,BD6612 采用了调幅控制(AM)和调频控
制(FM)结合的多模式控制技术。
图 3
接近满载输出时,系统工作在调频工作模式中;在
轻重载条件下,系统工作在调频工作和调幅工作模
式中;当系统接近空载输出时,系统工作在调频模
式中以降低待机功耗。利用此种控制技术,系统可
以获得低于 70mW 的待机功耗。
如图 3 以上所示,原边电感电流、变压器匝比、副
边消磁时间(Tdem)和开关周期时间(Tsw)决
定了副边平均输出电流。如果忽略漏感的影响,副
边平均输出电流的公式在图 3 已示。当输出电流达
到原边恒流控制模块的输出基准时,芯片将进入调
频工作模式中,无论输出电压低于恒压输出基准或
者具体如何,只要 VDD 电压不低于其关断电压芯
片将持续工作。
在 BD6612 内部,在恒流输出模式中消磁时间
Tdem 与开关周期 Tsw 的比例被严格控制为 1/2。
所以实际平均输出电流可以表示为:
图 4
1
4
500mV
ICC_OUT
mA
N
Rcs
可调式线损补偿(CDC)
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BD6612
多模式、恒流恒压原边控制功率开关
在手机充电器的应用中,电池与充电器之间一般会
通过一定长度的电缆相连,由此也将导致输送到电
池端的电压产生一定的电压降。如图 5 所示,在
BD6612 内部存在由线损补偿模块控制的可调式电
流源流出到与 FB 管脚相连的分压电阻上并产生一
定的电压偏置信号。此电流正比于开关周期,而反
比于输出功率,所以在电缆上的电压降可以被补偿
掉。随着负载功率的降低,在 FB 上的偏置电压将
逐渐提高。通过调节分压电阻 R1 和 R2 的阻值可
以调节实际补偿量的大小。最大的线补电压与输出
电压基准的比例如下:
无异音工作
如上所述,在恒压输出模式中芯片采用了调频控制
与调幅控制结合的多模式控制技术,同时在 CS 管
脚有一电流源流出调节 CS 电压信号。利用以上技
术,BD6612 可实现由满载到空载全程无异音工作。
短路保护(SLP)
在 BD6612 内部,输出电压通过 FB 管脚实时采样
并与欠压保护阈值(典型值 0.7V)相比。
当采样到的 FB 电压低于 0.7V 且持续时间超过
10ms 时,芯片将进入到短路保护模式,并自动重
启。
V(cable) Icable_max
R1//R2
100%
Vout
VFB_REF
比如:R1=3KΩ、R2=18KΩ,则:
53uA 3K//18K
VDD 过压保护(OVP)和箝位
100% 8.1%
V(cable)
当 VDD 电压超过 30V(典型值)时,芯片立即停
止开关动作。之后将导致 VDD 下降,当 VDD 电压
低于关断电压 VDD_OFF (典型值 9V)时,系统
将重新启动。在芯片内部设计有 34.5V(典型值)
的箝位电路以防止芯片受损。
Vout
2V
过温保护(OTP)
BD6612
当芯片结温超过 165 ℃,芯片停止开关动作,VDD
不断重启;直到芯片结温低于 135 ℃时,芯片才能
恢复开关动作。
软驱动
BD6612 设计的软驱动功能的驱动电路优化了系统
EMI 性能。IC 内部设计有 Gate 高电平 16V 箝位电
路,以防止高 VDD 输入时 Gate 受损。
图 5
优化的动态响应
BD6612 优化设计的动态响应性能,可满足 USB
充电器的要求。
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BD6612
多模式、恒流恒压原边控制功率开关
封装尺寸
SOP-7
尺寸(毫米)
尺寸(英寸)
符号
最小
1.350
0.100
1.350
0.330
0.170
4.700
3.800
5.800
最大
1.750
0.250
1.550
0.510
0.250
5.100
4.000
6.200
最小
0.053
0.004
0.053
0.013
0.006
0.185
0.150
0.228
最大
0.069
0.010
0.061
0.020
0.010
0.200
0.157
0.244
A
A1
A2
b
c
D
E
E1
e
1.270 (中心到中心
)
0.050 (中心到中心
)
L
0.400
0º
1.270
8º
0.016
0º
0.050
8º
θ
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