深圳东科半导体有限公司DK125离线式开关电源控制芯片DK125TEL:4008-781-212Rev:V2功能描述DK125是次级反馈,反激式AC-DC离线式开关电源控制芯片。芯片采用高集成度的CMOS电路设计,具有输出短路、次级开路、过温、过压等保护功能。芯片内置高压功率管和自供电线路,具有外围元件极少,变压器设计简单(变压器不需要供电绕组)等特点。产品特点l全电压输入90V—264V。l内置700V功率管。l芯片内集成了高压恒流启动电路,无需外部启动电阻。l专利的自供电技术,无需外部绕组供电。l待机功耗小于0.3W。l65KHzPWM开关频率。l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(0.3W)同时,降低了输出电压的纹波。l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。l频率抖动降低EMI滤波成本。l过温、过流、过压以及输出短路,次级开路保护。l4KV防静电ESD测试。应用领域24W以下AC-DC应用包括:电源适配器、LED电源、电磁炉、空调、DVD、机顶盒等家电产品。深圳东科半导体有限公司深圳东科半导体有限公司DK125离线式开关电源控制芯片DK125TEL:4008-781-212Rev:V2封装与引脚定义(DIP8)内部框图引脚符号功能描述1GND接地引脚2GND接地引脚3FB反馈控制端引脚,接1nF~10nF4VCC供电引脚,外部对地接47uF~100uF的电容5,6,7,8OC输出引脚,连接芯片内高压功率管,外部与开关变压器相连深圳东科半导体有限公司深圳东科半导体有限公司DK125离线式开关电源控制芯片DK125TEL:4008-781-212Rev:V2极限参数供电电压VDD………………………………………………………-0.3V--8V供电电流VDD………………………………………………………100mA引脚电压………………………………………………………-0.3V--VDD+0.3V功率管耐压………………………………………………………-0.3V--700V峰值电流………………………………………………………1300mA总耗散功率………………………………………………………1000mW工作温度………………………………………………………-25°C--+125°C储存温度………………………………………………………-55°C--+150°C焊接温度………………………………………………………+280°C/5S电气参数项目测试条件最小典型最大单位VCC工作电压AC输入85V-----265V4.54.74.9VVCC启动电压AC输入85V-----265V4.7VVCC重启电压AC输入85V-----265V3.303.603.90VVCC保护电压AC输入85V-----265V6.256.556.85VVCC工作电流VCC=5V,FB=1.5V50mA高压启动电流AC输入85V-----265V0.30.61.2mA启动时间AC输入85V------500mS功率管耐压Ioc=1mA700------V功率管保护电压测量OC电压540600660V最大峰值电流VCC=5V,FB=1.5V---2.8V110012001300mAPWM输出频率VCC=5V,FB=1.5V---2.5V616569KHzVCC=5V,FB=2.5v-2.8v202224KHz调制步进频率VCC=5V,FB=1.5v-2.5v0.5KHz短路保护阀值测量FB电压1.151.331.50V变频阀值电压测量FB电压2.32.52.7V突发模式阀值测量FB电压2.62.83.0V温度保护结温120130140℃深圳东科半导体有限公司深圳东科半导体有限公司DK125离线式开关电源控制芯片DK125TEL:4008-781-212Rev:V2前沿消隐时间VCC=5V,FB=1.5v-2.5v250ns最小开通时间VCC=5V,FB=2.6v500ns占空比VCC=5V,FB=1.5v-2.5v5---70%待机功耗AC输入265V,空载270mW功能描述上电启动上电启动时,芯片通过内部连接OC和VCC引脚的高压电流源,对外部的VCC储能电容充电,当VCC电压升高到4.7V的时候,关闭高压电流源,启动过程结束,控制逻辑开始输出PWM脉冲。软启动上电启动后,芯片开始输出PWM脉冲。为防止瞬时的输出电压过冲,变压器磁芯饱和,功率管和次级整流管应力过大,芯片内置16MS软启动电路,在16MS内,会逐渐增加PWM的开通时间,使功率管的峰值电流从100MA线性增加到最大峰值电流。反馈控制芯片采用逐周期限值峰值电流的PWM控制方式,通过侦测FB的反馈电压来调节限制电流。当PWM开通后,芯片检测功率管输出电流,直到功率管输出电流达到当前的限制电流后关断功率管,等待下一个PWM开通周期。FB电压在1.5V-2.5V之间会线性的调节限制电流。1.5V对应最大限制电流,2.5V对应最小限制电流。当负载加重时,FB电压会逐渐降低;反之则FB电压会逐渐升高。当负载过重,FB电压小于1.5V时,芯片会进入短路或者过载保护的判定。当负载很轻,FB电压大于2.5V时,控制电路会将PWM的开关频率由65KHZ减小到22KHZ,并以最小开通时间开通。当负载更轻时,FB电压会继续升高;当FB电压高于2.8V时,控制电路停止PWM输出,芯片进入待机突发模式。待机突发模式待机时,FB电压会升高到2.8V以上,芯片停止PWM输出。当输出电压略微下降,FB电压低于2.8V时,芯片会重新输出一些PWM脉冲来维持设定的输出电压;这种突发的输出方式,可以实现较低的待机功耗。深圳东科半导体有限公司深圳东科半导体有限公司DK125离线式开关电源控制芯片DK125TEL:4008-781-212Rev:V2频率调制为了满足EMI的设计要求,降低EMI的设计复杂度和成本,芯片内设有一个频率调制电路,PWM的频率将以65KHZ为中心,以0.5KHZ的步进频率在16个频率点上运行。自供电芯片使用了专利的自供电技术,控制VCC的电压在4.7V左右,提供芯片自身的电流消耗,这样可以省略外部变压辅助绕组,简化变压器的设计。峰值电流保护任何时候芯片检测到内部功率管的峰值电流超过1.3A时,立即关断功率管,保护功率管和相应器件免于破坏。恒定功率控制为了防止高压时输出过功率,芯片内置了高低压功率补偿电路,使不同电网电压输入时的最大输出功率基本一致。电源异常因外部异常导致VCC电压低于3.6V时,芯片将关断功率管,进行重新启动。因外部异常导致VCC电压高于6.5V时,立即启动VCC过压保护,停止输出脉冲,直到VCC过压状况解除。功率管过压保护次级开路,输入母线电压过高,变压器漏感过大,都会引起功率管OC较高的尖峰电压;为保护功率管不被破坏,当电路检测到功率管OC电压超过600V时,会立即拉高FB电压,停止输出PWM脉冲,直到功率管过压状况解除。短路和过载保护次级输出短路或者过载时,FB电压会低于1.3V;在某些应用中,由于电机等感性负载在启动时需要较高的启动电流,可能导致电路短时间的过载,因此芯片第一次过载保护的判定时间是512mS。如果FB电压在512mS内恢复正常,芯片不会判定过载或短路;如果FB电压在512mS内始终低于1.3V,则判定为次级输出短路,立即启动短路保护,并深圳东科半导体有限公司深圳东科半导体有限公司DK125离线式开关电源控制芯片DK125TEL:4008-781-212Rev:V2将短路保护判定时间缩短为32mS,直到短路状况解除。过温保护任何时候检测到芯片温度超过130℃,立即启动过温保护,停止输出脉冲,直到过温状况解除。典型应用(12V2A输出离线反激式开关电源)Y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T2A/AC250VF112整流桥堆DB107DB113二极管FR107D11SR5100D2,324电解电容22uF/400VC1,22100uF/16VC511000uF/25VC61深圳东科半导体有限公司深圳东科半导体有限公司DK125离线式开关电源控制芯片DK125TEL:4008-781-212Rev:V2电感10uH/2.5AL116瓷片电容2G103JC31103瓷片C41104瓷片C81Y电容102C917NTC10D-9R118色环电阻75K/0.5WR211KR312.2KR414.7KR5,7218KR619DKICDK125U1110DK散热片DIP-8专用U1111ICEL817CU2112ICTL431U3113变压器EE25/19T11变压器设计(只作参考)变压器设计时,需要先确定一些参数:(1)输入电压范围AC90~264V(2)输出电压、电流DC12V/2A(3)开关频率F=65KHz1、磁芯的选择:先计算出电源的输入功率PoPih=(h指开关电源的效率,设为0.8)PoPih==24W/0.8=30W,过流点1.1倍,实际计算按33W计算通过磁芯的制造商提供的图表进行选择,也可通过计算方式选择,输入功率为30W时,电源可用EE25/19磁心。2、变压器初级线圈感量Lp计算,芯片内峰值电流设置为1100mA,因此Lp=2*Pi/(Ip*Ip*f)=2*33/(1.1*1.1*65000)=840(uH)3、计算原边匝数Np:深圳东科半导体有限公司深圳东科半导体有限公司DK125离线式开关电源控制芯片DK125TEL:4008-781-212Rev:V2*maxΔ*eLINBA==840*1.3/0.28/40=98T其中:Np――――――原边匝数L――――――原边电感值Ip_max――――――原边最大电流△B――――――交变工作磁密(mT),设为0.28,Ae――――――磁芯有效面积(mm2),EE25/19磁芯为40mm24、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,12V+0.7V=12.7V)Vor――――反激电压(设置该电压不高于120V,以免造成芯片过压损坏,本设计中设为90V)Ns=(Vout*Np)/Vor=(12.7*98)/90=14匝。典型应用(12V2A认证开关电源)深圳东科半导体有限公司深圳东科半导体有限公司DK125离线式开关电源控制芯片DK125TEL:4008-781-212Rev:V2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T2A/AC250VF112压敏电阻10D471Z113整流桥堆DB107DB114二极管FR107D11SR5100D2,325电解电容33uF/400VC2,32100uF/16VC811000uF/25VC9,1026电感10uH/2.5AL11UU9.820mH0.6ALF117电容2G103JC4110350VC7110450VC111222500VC51X2电容224C111021KVC13122pF1KVC6NC请保留位置(EMC/I)Y1电容222C1218色环电阻75K/0.5WR211KR3,4,73680KR1,2247RR612.2KR914.7KR10,11218KR819DKICDK125U1110DK散热片DIP-8专用U1111ICEL817CU2112ICTL431U3113变压器EF25T11深圳东科半导体有限公司深圳东科半导体有限公司DK125离线式开关电源控制芯片DK125TEL:4008-781-21