高性能准谐振开关电源控制芯片DK212成熟型方案应用分析

钲铭科低功耗IC

高性能准谐振开关电源控制芯片DK212成熟型方案应用分析 [复制链接]

高性能准谐振开关电源控制芯片DK212成熟型方案替换亚成微

高性能准谐振开关电源控制芯片DK212 是一款符合 6 级能效标准的次级反馈，反激式 AC-DC 高性能准谐振开关电源控制芯片。芯片内置高压功率管，芯片内还包含有准谐振检测、SLEEP   超低待机、自供电等电路，并具有输出短路、次级开路、过温、过压等保护功能。芯片采用高集成度的
CMOS  电路设计，具有外围元件极少，变压器成本低（隔离输出电路的变压器只需要两个绕组）等特点。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212产品特点












全电压输入 85V—265V。
内置 700V 功率管。
专利的自供电技术，变压器无需外部供电绕组, 无需启动电阻( 降低成品成本) 。
特有的 SLEEP 技术使芯片具有超低的待机功耗。
内置 PWM 准谐振电路，增加电源转换效率和保证良好的 EMC 特性。
过温、过流、过压以及输出短路，次级开路，光耦失效保护。
4KV 防静电 ESD 测试。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212应用领域




12W 以下 AC-DC 应用包括：电源适配器、充电器、电磁炉、空调、DVD、机顶盒等家
电产品。




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--730V
IS 最 大 电 压  ....……………………………………………………………… 400mV 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








高性能准谐振开关电源控制芯片DK212上电启动:
芯片内置高压启动电流源；上电启动时当      VDD       电压小于启动电压时，打开三极管对外部的 VDD  储能电容  C4  充电。当  VDD  电压达到启动电压  VCC_St ar t  的时候，关闭启动电流源, 启动过程结束，控制逻辑开始输出 PWM 脉冲并检测  I S  电阻，当  I S  接电阻  RS  对地时, 设定最大峰值电流 I p_Max=Vli m/ RS(Vli m   是 I C6  脚内部检测电压最大值) ；当 I S 脚直接接地时，设定最大峰值电流为 I p_Max=700mA ；
软启动:
上电启动结束后，为防止输出电压建立过程可能产生的变压器磁芯饱和，功率管和次级整流管应力过大，芯片内置软启动电路，在软启动时初级峰值电流最大为 0. 5 倍最大峰值电流。














高性能准谐振开关电源控制芯片DK212采用准谐振输出方式，当检测到 OC 谐振到最低电压时，开通 PWM 输出，打开开关管给电感充电，这样减小了开关管的开关损耗，提高了电源的转换效率。



高性能准谐振开关电源控制芯片DK212FB 检测和反馈控制:
Fb 引脚外部连接一只电容，以平滑Fb 电压，外接电容会影响到电路的反馈瞬态特性及电路的稳定工作，典型应用可在1nF～10nF 之间选择；芯片依据FB电压控制PWM输出峰值电流和工作频率。
SLEEP 模式:
为实现超低待机功耗，芯片设计了 SLEEP 模式时，当输出功率逐渐下降到 50mW 以下时，芯片进入 SLEEP 模式。可以实现系统超低的待机功耗（<60mW）。
自供电：
芯片使用了专利的自供电技术，控制VDD的电压在4. 7V 左右，提供芯片本身的电流消耗，无需外部辅助绕组提供。自供电电路只能提供芯片自身的电流消耗，不能为外部线路提供能量。

高性能准谐振开关电源控制芯片DK212过温保护（OTP）：

芯片在内部集成了过温保护功能，如果因外部温度过高或者其它异常原因造成芯片温度过高，检测到芯片温度超过 130℃，立即启动过温保护，停止输出脉冲，关断功率管并进入异常保护模式，温度异常解除后恢复正常工作。
初级过流保护：
外部变压器初级线圈的电流过大时，软启动结束后，如果在 PWM 开通 500ns 时检测
到初级线圈电流达到最大峰值电流 I p_Max ，芯片立即关断功率管, 进入异常保护模式。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212 供电电源异常：
因外部异常导致VCC电压低于VCC_Mi n 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VCC_Max时，立即启动VCC过压保护，停止输出脉冲并进入异常保护模式。















高性能准谐振开关电源控制芯片DK212短路和过载保护（OCP）:
次级输出短路或者过载时，如果 FB 电压连续 0. 8S 低于短路保护阀值 Vf b_L; 芯片
立即关断功率管, 进入异常保护模式。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212异常保护模式:
芯片进入异常保护模式后，关闭 PWM 输出，启动 800ms 定时器。在 800ms 内，VCC
电压下降并维持 4. 6V ，800ms 后，芯片结束异常状态。












高性能准谐振开关电源控制芯片DK212异常保护模式:
芯片进入异常保护模式后，关闭 PWM 输出，启动 800ms 定时器。在 800ms 内，VCC
电压下降并维持 4. 6V ，800ms 后，芯片结束异常状态。


高性能准谐振开关电源控制芯片DK212我们可以通过磁芯的制造商提供的图表进行选择，EE19的AP=1243mm^4, EF20 的
AP=2231mm^4, 从设计性能优化角度以及为改善EMI 设计增加初、次级屏蔽层来选择，可以选择EF20这款变压器(AE=33. 5, 属于标称值，请按实物测量为准)  ，这样变压器生产和效率，散热上更有优势。