PDF《产品特色》

9 NC

10 FWD

11 VOUT

12 SR

13 BPS

14 FB

15 GND

16 IS D

1 S 3-6 BPP

7 NC

8 InnoSwitch-CH功能描述 InnoSwitch-CH在一个器件上集成了一个高压功率MOSFET开关以及初级 侧和次级侧控制器.反馈设计采用专有的FluxLink耦合方案,它使用封 装引线框和焊接引线来提供一种可靠且低成本的直接检测次级侧输出电 压和输出电流的方式,向初级IC传递信息.与传统的PWM(脉宽调制) 控制器不同,它使用简单的ON/OFF控制方式来稳定输出电压和电流. 初级控制器包括了一个振荡器、一个磁耦合至次级控制器的接收器电 路、流限状态调节器、位于初级旁路引脚的5.95 V稳压器、过压电路、电 流限流选择电路、过热保护、前沿消隐电路及一个650 V的功率MOSFET 管.InnoSwitch-CH次级控制器包括磁耦合至初级接收器的发射器电路、 恒压(CV)及恒流控制电路、位于次级旁路引脚的4.45 V稳压器、同步整流 管MOSFET驱动器、频率抖动振荡器以及多项集成的保护功能.图3和图4 显示了具备最重要功能的初级及次级控制器的功能结构图. 初级旁路引脚稳压器 在功率MOSFET处于关断期间,初级旁路引脚中的内部稳压器器会从漏 极引脚电压吸收电流,将初级旁路引脚电容充电到VBPP .初级旁路引脚 是内部供电电压节点.当功率MOSFET导通时,器件利用储存在初级旁 路引脚电容内的能量工作.内部电路极低的功率耗散使InnoSwitch-CH 可使用从漏极吸收的电流持续工作. 此外,当有电流通过一个外部电阻提供给初级旁路引脚时,一个分流稳 压器会将初级旁路引脚电压箝位在VSHUNT .这样就可方便地通过一个偏 置绕组由外部向InnoSwitch-CH供电,从而将空载能耗降低到10 mW以下 (5 V输出设计). 初级旁路引脚电容的选择 初级旁路引脚可使用一个数值小至0.1 mF的小陶瓷电容来实现内部电源的 去耦.另外可使用更大的电容来调节流限.初级旁路引脚上的一个1 mF 电容将选择一个与相邻更大型号相同的流限值.初级旁路引脚上的一个

10 mF电容将选择一个与相邻更小型号相同的流限值. 初级旁路引脚欠压阈值 在稳态工作下,当初级旁路引脚电压下降到VBPP -VBPP(H) 以下时,初级旁 路引脚欠压电路将停止功率MOSFET开关.一旦初级旁路引脚电压降到 该阈值以下,它就必须升回到VBPP 以上,才能使能功率MOSFET开关. 初级旁路引脚输出过压锁存功能 初级旁路引脚具备过压保护锁存功能.与电阻(与初级旁路引脚电容 串联)并联的齐纳二极管通常用于检测初级偏置绕组是否存在过压,以 激活此保护机制.当流入初级旁路引脚上的电流超过ISD 时,器件将停止 功率MOSFET开关.锁存复位的方式是将初级旁路电压降到复位阈值电 压(VBPP(RESET) )以下. 过热保护 热关断电路检测初级结温.该阈值设置在142 °C并具备75 °C的迟滞范围. 当结温度超过这个阈值,功率MOSFET开关被禁止,直到结温度下降

75 °C,MOSFET才会重新使能.采用75 °C的迟滞可防止因持续故障而使 PC板出现过热现象.

4 www.power.com 电流限流工作方式 电流限流电路检测功率MOSFET的电流.当电流超过内部阈值(ILIMIT ) 时,在该开关周期剩余阶段会关断功率MOSFET.电流限流状态调节器 在中轻度负载条件下以非连续方式降低电流限流阈值. 在功率MOSFET导通后,前沿消隐电路会将电流限流比较器抑制片刻 (tLEB ).通过设置前沿消隐时间,可以防止由电容及次级整流管反向恢复 时间产生的电流尖峰所引起开关脉冲的提前误关断.各开关周期在初级 功率MOSFET的漏极电流达到器件的电流限流值时终止. 自动重启动 一旦出现故障,例如在输出过载、输出短路或外部元件/引脚故障情况 下,InnoSwitch-CH进入自动重启动(AR)工作.在自动重启动模式下, 功率MOSFET开关被禁止时间为tAR(OFF) .在次级取得控制权后,有两种方 式进入自动重启动模式: 1. 来自次级侧的连续开关请求的时长超过tAR . 2. 来自次级侧的无开关周期请求的时长超过tAR(SK) . 第一种情况对应于次级控制器发出连续开关请求,而未有跳频周期超过 tAR 的情况.第二种方式也包括在内是为了确保如果通讯丢失,初级侧将 试图重启动.虽然在正常工作模式下绝不会出现这种情况,但这在出现 系统ESD事件时非常有用,例如,当初级在自动重启动关断时间后发生 重启动,由噪声干扰次级控制器而导致的通讯丢失问题将会得到解决. 自动重启动电路对功率MOSFET进行交替使能和禁止,直到故障排除 为止.自动重启动计数器由SOA模式中的开关振荡器提供栅极控制, 自动重启动关断时间可能会更长. 自动重启动计数器在初级旁路引脚电压降到欠压阈值VBPP -VBPP(HYS) 以下时 复位. 安全工作区(SOA)保护 如果有两个这样的连续周期 ― 初级功率MOSFET开关电流在消隐时间(tLEB ) 和限流点(tILD )延迟时间内达到限流点(ILIM ),控制器将跳过约2.5周期或 ~25 ms.这可以为变压器复位提供足够的时间,同时并不会影响大电容 负载的启动时间.当器件在SOA模式下工作时,自动重启动时序会增加. 初级-次级握手协议 启动时,初级侧最初在没有任何反馈信息的情况下开关(这一点与标准 TOPSwitch?、TinySwitch?或LinkSwitch?控制器的工作方式非常类 似).如果在自动重启动导通时间期间没有收到反馈信号,初级侧将进 入自动重启动模式并重复此操作.然而,在正常情况下,次级芯片将通 过正激引脚或直接从VOUT上电,然后接管控制权.此后,次级侧控制 着根据需要提出开关周期要求的操作. 握手流程图如图6所示. 图6. 初级-次级握手流程图 Yes tAR(OFF) tAR Yes Yes No No No S: Has powered up within tAR P: Has Received Handshaking Pulses S: Has Taken Control? P: Switching S: Sends Handshaking Pulses P: Stops Switching, Hands Over Control to Secondary P: Not Switching S: Doesn'