当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 管理学资料 > CR6842_45应用指导V1.2
CR6842/CR6845应用应用应用应用指导指导指导指导书书书书V1.2本指导书主要介绍了CR6842的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6842的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法,也适用于CR6845的设计应用。芯片芯片芯片芯片特征特征特征特征::::*高集成特性可使系统外部器件减至最少*低的启动电流:7.5uA(Typ)、低的工作电流:3mA(Typ)*内置频率抖动以改善EMI特性*内置前沿消隐(LEB)电路和同步斜率补偿*为改善效率和最小待机功耗而设计的HiccupMode&PFM工作模式*VDD欠压保护(UVLO)、过压保护(OVP)及VDD电压钳位功能、过温保护(OTP)、OLP等多种自恢复保护内置OCP补偿模块,优越的OCP性能应用应用应用应用领域领域领域领域::::*电池充电器*数码产品适配器*LCD显示器/TV电源*开放式电源*384X替代*兼容:SG6842J&LD7552&OB2269&SG6841&OB2268管脚管脚管脚管脚信息信息信息信息::::CR6842(DIP-8L&SOP-8L)CR6842应用应用应用应用指导书指导书指导书指导书2典型应用典型应用典型应用典型应用电路图电路图电路图电路图:一一一一、、、、芯片工作原理芯片工作原理芯片工作原理芯片工作原理1、、、、功能概述功能概述功能概述功能概述::::CR6842是用于100W以内离线式开关电源IC,该IC具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器。PWM控制器包含频率振荡发生器以及各种保护。由振荡电路产生的频率抖动,可以改善EMI特性。为了获得良好的效率和待机功耗,CR6842在重载或中等负载时,工作在PWM模式。当负载逐渐减小时,振荡器的工作频率逐渐降低,最后稳定在10KHz左右。在空载和轻载时,电路采用绿色模式,有效的降低了待机功耗。保护功能包括:欠压锁定、过载保护、过温保护、过压保护及钳位等,保护解除后均可自动恢复工作。由于CR6842高度集成,使用外围元件较少。采用CR6842可以简化反激式隔离AC-DC开关电源设计,从而使设计者轻松的获得可靠的系统。图图图图1.1CR6842内部框图内部框图内部框图内部框图CR6842应用应用应用应用指导书指导书指导书指导书32、、、、欠压锁定和启动电路欠压锁定和启动电路欠压锁定和启动电路欠压锁定和启动电路及及及及OCP补偿特性补偿特性补偿特性补偿特性::::CR6842具有两种启动方式:(1)传统的启动方式:使用VDD作启动脚时芯片支持从整流前启动及整流滤波后启动的方式,其启动电路如图1.2.1和1.2.2所示;(2)具有OCP补偿功能的启动方式:使用3脚VIN作启动脚时芯片具有OCP补偿的功能,但仅支持从整流滤波后启动的方式,其启动电路如图1.2.3。图图图图1.2.1整流前启动整流前启动整流前启动整流前启动图图图图1.2.2整流滤波后启动整流滤波后启动整流滤波后启动整流滤波后启动图图图图1.2.3OCP补偿功能的启动补偿功能的启动补偿功能的启动补偿功能的启动3、、、、系统的启动时间系统的启动时间系统的启动时间系统的启动时间::::上面两种启动方式当电源上电开机时通过启动电阻RIN给VDD端的电容C1充电,直到VDD端口电压达到芯片的启动电压VTH(ON)(典型值16.5V)时芯片才被激活并且驱动整个电源系统正常工作。在图1.3.2中系统的最大启动延迟时间满足如下运算关系:__1_ln1DDONDONINDCDDSTINVTRCVIR=-××--×(1.3.1)其中IDD_ST为CR6842的启动电流,TD_ON为系统的启动延迟时间,RIN为R1与R2电阻值之和由于芯片具有低启动电流的特性并且考虑到空载的系统损耗,RIN可以取得较大,具体值可在1.5MΩ~3MΩ范围内选取,C1推荐选用10uF/50V。如果发生保护,输出关断,导致辅助绕组掉电,VDD端电压开始下降,当VDD端电压低于芯片的关闭电压VDD_OFF(典型10.8V)时,控制电路关断,芯片消耗电流变小,进入再次启动。图图图图1.3.1典型启动电路典型启动电路典型启动电路典型启动电路CR6842应用应用应用应用指导书指导书指导书指导书4如果需要系统具有更快的启动时间且在系统成本允许的情况下,您可参考图1.3.2电路中C1可以取得较小(但需要考虑系统的稳定性),RIN的取值可以取得较大(但会受限于OCP补偿性能,见OCP补偿特性说明),这样既可缩短系统的启动时间同时也可降低系统空载时的待机功耗。图图图图1.3.2快速启动电路快速启动电路快速启动电路快速启动电路4、、、、启动电阻启动电阻启动电阻启动电阻RIN上最大损耗上最大损耗上最大损耗上最大损耗::::()22,,,INDCMAXDDDCMAXRMAXININVVVPRR-=≅1.4.1)其中VDC,MAX是最大输入整流后电压对于一个通用输入(90Vac~264Vac),VDC,MAX=374V62,374931.510INRMAXPmW=≅×(1.4.2)5、、、、OCP补偿特性补偿特性补偿特性补偿特性::::1)、如果系统使用3脚VIN端口作启动时,系统会具有较好的OCP补偿特性。当系统的输入电压发生变化时,通过启动电阻流过VIN端的电流也会发生变化,芯片通过检测该端口变化值来自动实现补偿,使系统在较宽输入电压范围内的OCP曲线比较平坦,达到恒定功率输出的目的。2)、影响OCP补偿平坦度的主要参数:频率:基于50KHZ~65KHz设计。启动电阻:基于1.8MΩ设计。Sense端输入:基于省掉外部R-C网络设计,见Sense端输入的说明。3)、Sense端口门限与VIN端口输入电流的关系曲线图如图1.5.1所示。从图1.5.1可以看出,如果系统设计以VIN端口(3脚)作为启动端,那么VTH_oc的值是受流过VIN端的电流影响的,熟悉Sense端门限与VIN端输入电流的关系曲线图对分析系统的OCP特性是有帮助的。CR6842应用应用应用应用指导书指导书指导书指导书5图1.5.1Sense端口门限与VIN端口输入电流的关系曲线图6、、、、正常工作正常工作正常工作正常工作频率和频率抖动频率和频率抖动频率和频率抖动频率和频率抖动CR6842允许设计者根据系统的使用环境需要自行调整系统的工作频率,CR6842的典型工作频率为65KHz,其应用电路如图1.6,RI的取值决定了系统的工作频率,工作频率的设定可分别由以下公式计算出来,在正常的工作频率上增加了±4%的抖动,弱化在某个频率对外辐射的能量,使系统设计更容易成功。11742f()()PWMKHzRK=Ω图图图图1.6频率设置电路频率设置电路频率设置电路频率设置电路虽然CR6842推荐系统PWM的工作频率范围可为45K~100KHz,但是芯片系统性能优化主要是被设计在50KHz~65KHz的应用范围,在应用时请注意。在PCBlayout时应尽可能使RI的接地端靠近芯片的Pin1GND端,以便减少干扰。7、、、、FB输入端输入端输入端输入端特性特性特性特性CR6842FB端口各电压阈值相对应的系统工作状态可通过图1.7.1所示,其中1.0V~1.8V为系统在空载或轻载时工作在CRM工作模式下的FB端电压;1.8V~4.4V为系统在常态工作模式下的FB端电压;4.4V~6.0V为过功率保护,短路保护时FB端电压;6.0V为系统开环,FB端的短路电流典型值为1.42mA。CR6842应用应用应用应用指导书指导书指导书指导书6图图图图1.7.1FB端电压对应系统工作状态端电压对应系统工作状态端电压对应系统工作状态端电压对应系统工作状态CR6842采用传统的电流模式结构设计,其关断时间根据峰值电流调整,通过与主开关管MOSFET源极相连接的电流反馈电阻Rsense转化成电压反馈到CR6842的第6脚SENSE端来实现控制。在正常工作时,这个峰值电流与FB具有如下关系式:1.02.83FBPKSVIR-=×其中VFB为FB端的电压,Rs为与主开关管MOSFET源极相连接的电流反馈电阻阻值当VFB4.4V持续80mS的时间,关闭开关管,状态被保持。此时芯片VDD电压必须降低到VDD_OFF后,再启动才能恢复正常。VFB1.0V(典型值)时,CR6842的Gate端口立即停止输出脉冲,保证整个系统的安全。注意事项注意事项注意事项注意事项::::1).芯片在设计初始为了降低系统工作在空载或较轻负载(1/30满载)的状态下系统整机的功率损耗,系统正常工作时CR6842FB端允许的最大的输出电流IFBmax≈0.5mA,最小工作电流IFBmin≈0.18mA;即流过光耦接收端集射极的电流Ic最大为0.5mA左右,最小为0.18mA左右。假设光耦的最大传输比CTR=0.8,系统二次侧(次级)TL431的工作电流仅由流过光耦发射端二极管的电流IF提供,那么通过Ic折算到流过光耦发射端二极管的电流IF最大仅为0.63mA,这个电流将无法满足TL431的最小工作电流(1mA),所以在系统设计时,使用CR6842设计的系统必须给次级TL431提供一个常态偏置电阻(见图2.5电路中的Rbias),使TL431工作在正常的状态,否则系统的负载调整率或其他性能可能会发生异常,在16V输出的系统中,考虑空载或轻载时系统的损耗因素,推荐使用的偏置电阻阻值为2.2KΩ。2).当VFB=1.0~1.8V时系统工作在绿色工作模式,如果系统出现可听及的异音,请先检查系统是否工作正常,如果确认无误,请检查系统缓冲吸收回路中的电容材质,如果使用的是普通压电陶瓷电容,那么当系统工作在CRM工作状态时电容由于发生压电效应而可能产生异音是正常的。这时,请更换电容的材质,如MYLA,PEA,MEF或CBB等薄膜类电容;考虑成本及电容体积大小的因素,推荐使用MYLA(缇纶)电容,在保证吸收回路效果的前提下可以通过调整缓冲吸收回路中的电阻阻值来减少该电容的值有利于缩小电容体积及降低系统成本,例如222/400V,472/400V或103/400V的MYLA(缇纶)电容可以接受的。CR6842应用应用应用应用指导书指导书指导书指导书73).当系统工作在满载的情况下,如果系统出现可听及的异音时,请检查系统是否工作正常,如果你确认无误,请检查芯片的FB端的电压波形是否较平滑,如果发现较大的干扰请检查系统的PCBlayout是否合理,对于较小的干扰可通过外加滤波网络进行抑制,如图1.7.2中的RFB及CFB组成的低通滤波器,这里RFB,CFB的取值不宜过大,比如47Ohm,1000PF;根据系统的实际情况,RFB可以为0Ohm。RFB,CFB的取值会影响系统的环路稳定,一般CFB的取值建议要≤4700PF。图图图图1.7.2FB低通滤波器低通滤波器低通滤波器低通滤波器4)、当系统工作在输出空载,轻载或满载转空载的情况下,如果发现输出端电压在较大范围内波动时,首先确定电路设计、PCBlayout是否正确及环路是否稳定,如果确定无误,请再次检查变压器给芯片供电的辅助绕组是否能保证系统在输出空载或轻载的情况下芯片VDD端的电压在10.8V(UVLO典型值)以上,否则系统可能工作在UVLO临界状态。值得注意的是变压器辅助线圈在设计时需要把与VDD端相连的整流二极管的管压降以及限流电阻的压降考虑进去,另外还要考虑变压器层间耦合系数/强度的关系;耦合较弱时,空载时芯片VDD端电压值较低,容易进入UVLO状态,但是满载状态下VDD端电压上升较少;耦合过强,对提高空载时芯片VDD端电压稳定系统有较大的帮助,但满载状态下VDD端电压上升较多,容易让芯片进入OVP状态。考虑到系统满载瞬间转空载或空载瞬间转满载时由于能量瞬变导致VDD端电压下冲误触发UVLO的原因,在系统允许的输入电压范围内且系统输出为空载时建议芯片VDD端电压要>12.5V,这里特别要注意高端输入电压如264V/50Hz时的情况。8.Rsense输入端输入端输入端输入端特性特性特性特性CR6842采用电
本文标题:CR6842_45应用指导V1.2
链接地址:https://www.777doc.com/doc-6422592 .html