PDF《产品特色》

产品特色 高度集成,外形紧凑 ? 集成了反激式控制器、725 V MOSFET、次级侧检测和同步整流驱动器 ? 带HIPOT隔离保护的FluxLink?集成反馈链路 ? 优异的恒压(CV)精度,不受变压器设计或外围元件的影响 ? 采用双返回次级反馈和同步FET,提供出色的多路输出交叉调整率 EcoSmart?C 高效节能 ? 在230 VAC下空载功耗3,500 VAC ? 通过UL1577和TUV (EN60950)安全认证 ? 符合EN61000-4-8 (100 A/m)和EN61000-4-9 (1000 A/m)标准 绿色封装 ? 无卤素且符合RoHS标准 应用 ? 家电、工业控制及智能照明 说明 InnoSwitch?-EP系列IC可极大简化低压大电流电源的开发和制造,尤其是 那些采用紧凑外壳或需要满足高效率要求的电源.

InnoSwitch-EP的架构 极具革新性,因为该器件同时将初级和次级控制器以及检测元件和安全相 关反馈机制集成到了单个IC中. 由于元件间距更为紧凑并且创新地采用了集成通讯链路,因此能够对次 级侧同步整流MOSFET进行精确控制以及对初级侧开关进行优化,从而在 整个负载范围内维持高效率.此外,链路的最低DC偏置要求使得系统能 够实现低于10 mW的空载功耗,从而获得最大待机效率. 图1. 典型应用/性能 输出功率表 产品3

230 VAC ±15% 85-265 VAC 峰值功率或 敞开式1.2 峰值功率或 敞开式1.2 INN2603K

24 W

15 W INN2604K

27 W

20 W INN2605K

35 W

25 W 表1. 输出功率表 注释: 1. 最小连续输出功率是在典型的特定尺寸无风冷密闭适配器中、 环境温度为40 °C 的条件下测量得到的. 最大输出功率取决于设计. 前提条件是封装温度必须 <

=

125 °C. 2. 最小峰值功率. 3. 封装: K: eSOP-R16B. 图2. 符合安规的高爬电距离eSOP封装 PI-7690-081215 Secondary Control IC SR FET Primary FET and Controller D V S IS VOUT BPS FB GND SR BPP FWD InnoSwitch-EP Optional

2 图4. 次级侧控制器结构框图 图3. 初级侧控制器结构框图 PI-7647-060115 SR THESHOLD 4.45 V 3.80 V IS THRESHOLD ENB HAND SHAKE PULSES FORWARD (FWD) TO RECEIVER SECONDARY GROUND (GND) OUTPUT VOLTAGE (VO) SCONDARY BYPASS (BPS) FEEDBACK (FB) ISENSE (IS) SYNC RECT (SR) + - + - + - + - S R Q Q DETECTOR FEEDBACK DRIVER ENABLE SR CONTROL CLOCK OSCILLATOR REGULATOR 4.45 V PI-7453-121114 CLOCK OSCILLATOR 5.95 V 5.39 V SOURCE (S) S R Q DCMAX PRIMARY BYPASS (BPP) + - VILIMIT 6.4 V

20 ? FAULT PRESENT PRI/SEC PULSE DCMAXS CURRENT LIMIT COMPARATOR LEADING EDGE BLANKING THERMAL SHUTDOWN + - DRAIN (D) BYPASS PIN UNDERVOLTAGE RECEIVER CONTROLLER Q RESET AUTO- RESTART COUNTER JITTER BYPASS CAPACITOR SELECT AND CURRENT LIMIT STATE MACHINE OVP LATCH REGULATOR 5.95 V FROM FEEDBACK DRIVER UV OV LINE-SENSE INPUT VOLTAGE MONITOR (V)

3 图5. 引脚配置 引脚功能描述 漏极(D)引脚(引脚1) 这个引脚是功率MOSFET的漏极连接点. 漏极(S)引脚(引脚3-6) 这个引脚是功率MOSFET的源极连接点.它也是旁路和反馈引脚的接地 参考. 初级旁路(BPP)引脚(引脚7) 一个外部旁路电容连接到这个引脚,用于为初级侧控制器IC供电. 输入电压监测(V)引脚(引脚8): 一个8 M?电阻连接在该引脚和输入大容量电容之间,用于提供输入欠压 及过压保护. 正激(FWD)引脚(引脚10) 这个引脚是用于执行检测和其他功能的变压器输出绕组的开关节点的连 接点. 输出电压(VOUT)引脚(引脚11) 这个引脚直接连接到电源的输出电压,为次级IC提供偏置供电. 同步整流驱动(SR)引脚(引脚12) 这个引脚连接到外部SR FET栅极端子. 次级旁路(BPS)引脚(引脚13) 一个外部旁路电容连接到这个引脚,用于为次级侧控制器IC供电. 反馈(FB)引脚(引脚14) 这个引脚连接到外部电阻分压器,以设定电源CV稳压阈值. 次级接地(GND)引脚(引脚15) 这个引脚是次级IC的接地连接点. ISENSE (IS)引脚(引脚16) 这个引脚是电源输出端子的连接点.外部电流检测电阻连接在这个引脚 与次级接地引脚之间. 如果不需要次级电流检测,ISENSE引脚应连接至次级接地引脚. PI-7454-082715

9 NC

10 FWD

11 VOUT

12 SR

13 BPS

14 FB

15 GND

16 IS D

1 S 3-6 BPP

7 V

8 InnoSwitch-EP功能描述 InnoSwitch-EP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.它采用一种使用封装引线框和焊线的创新性电感耦 合反馈设计,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725 V的功率MOSFET管. InnoSwitch-EP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(CC)控制电路、位于次级旁路引脚的4.4 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 所示为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-EP 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-EP供电,从而将空载能耗降低到10 mW以下 (5V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 ,才能使能(导通)功率MOSFET. 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.

4 过热保护 热关断电路检测初级结温.该阈值通常设置在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. 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-EP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) .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. 握手流程图如下面图6所示. Yes 2s

64 ms Yes Yes No No No S: Has powered up within

64 ms? 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'

t Take Control P: Continuous Switching S: Doesn'

t Take Control P: Goes to Auto-Restart Off S: Bypass Discharging P: Auto-Restart S: Powering Up P: Primary Chip S: Secondary Chip End of Handshaking, Secondary Control Mode PI-7416-102814 Start P: Powered Up, Switching S: Powering Up 图6. 初级-次级握手流程图 ........