SCM9601ATA

SCM9601A 超高压启动芯片 特点     封装 超宽输入电压应用范围（40VDC~700VDC) 启动电流大，体积小，利于低成本设计 可由 VDD 旁路电容外调的输出短路休息时间 VDD 电压充电限制 产品可选封装：SOT-23，丝印信息请见“订购信息” 。 应用范围  超宽压（40VDC~700VDC）变换器 功能描述 SCM9601A 内置 700V 高压晶体管，能够在 40VDC~700VDC 的宽输入电压范围内工作，输出恒定的充电电流给开关电源控制器的旁路电容充电，以启 动控制器；在控制器启动之后，仍会给控制器持续供电一段时间，有益于提高电源容性负载。 此外，SCM9601A 还可以与本司的 SCM9602A 配合使用，将输入电压范围扩展到 40VDC~5000VDC。 SCM9601A 还能针对 VDD 旁路电容过小以及电源输出短路等故障情况,选择相应的保护方式，避免以上故障毁坏控制器及系统。 典型应用电路 输入 40VDC ~700VDC 应用电路（SCM9601A 单独使用） 2019.06 - A/2 第 1 页 共8页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 目 录 特点及封装··································································· 1 典型曲线······································································ 3 应用范围······································································ 1 参数测试电路································································ 4 功能描述······································································ 1 VIN 接输入的启动方式···················································· 4 典型应用电路································································ 1 VIN 接主功率开关管漏极的启动方式·································· 4 引脚封装及内部框图······················································· 2 故障保护······································································ 4 引脚描述······································································ 2 应用电路······································································ 5 极限额定值··································································· 2 电源使用建议································································ 5 推荐工作参数································································ 3 订购、封装及包装·························································· 7 电学特性······································································ 3 引脚封装 内部框图 引脚描述 编号 名称 I/O 1 VIN P 高压输入端，能从输入电压取电，给 VDD 旁路电容充电，启动控制器。 2 VDD P 供电端，需要外接旁路电容。 3 VSS P 模拟信号参考基准。 极限额定值 说明 下列数据是在自然通风，正常工作温度范围内测得（除非另有说明）。 参数名称 符号 偏置电源电压 VVDD 最小值 最大值 40 VIN 引脚电压 VVIN 700 工作结温范围 TJ -40 150 存储温度 TSTG -40 150 10 秒内，距离外壳 0.6mm 的引线温度 静电放电（ESD）额定值 单位 V ℃ 260 人体模型（HBM） 2000 充电设备模型（CDM） 1000 2019.06 - A/2 V 第 2 页 共7页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 推荐工作参数 参数名称 符号 最小值 最大值 偏置电源电压 VVDD 9 20 单位 V VDD 旁路电容 CVDD 0.047 22 uF 工作结温 TJ -40 125 ℃ 单位 若无特殊说明，下列参数都是在常温常压，不密封环境下测试得到的，VSS=0V。 电学特性 符号 对应参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 POWER ISTL VDD 低限充电电流 VVIN=40V，VVDD=0V 250 400 550 uA ISTH VDD 高限充电电流 VVIN=40V，VVDD=3.5V 0.8 2.5 4 mA IVIN_OFF VIN 关断电流 VVIN=40,VVDD=22V，延时 88ms 后 5 uA 150 uA IVDD 工作电流 IVIN=0,VVDD=10V VCM 充电限制电压 CVDD=47nF VVDD_START 40 22 V 振荡器起振电压 4.3 V VVDD_RESET 启动电路复位电压 3.1 V TOSC 振荡器振荡周期 高压供电持续时间 22 3.1 1.5 49152 uS uS uS TCH VVDD=4.3V VVDD=18V VVDD=22V TCH1——VIN 接输入 TCH2——VIN 接漏极 2048 TIMING TOSC 注 1 TOSC 注 1：此处表示 TCH1=49152*TOSC。 典型曲线 25 3 TOSC — Period Of Oscillator（us） IST —Startup Current（mA） ISTH 2.5 2 1.5 1 0.5 ISTL 0 -40 -20 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 140 TJ—Temperature（℃） 图 1 启动电流 VS 温度 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 VDD—Bias Supply Voltage（V） 图 2 时钟周期 VS VDD ） 供电电压 2019.06 - A/2 第 3 页 共7页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 参数测试电路 图 3 高限启动电流测试电路 VIN 接输入的启动方式 SCM9601A 从输入电压取电，给旁路电容 CVDD 充电以启动控制器，同时在开关电源上电后的一段时间内持续从输入电压取电，维持控制器的正常工 作，以提高开关电源的带容性负载能力。如图 4 所示，开关电源上电，VVDD 小于 2.4V 时，SCM9601A 的启动电路以低限电流 ISTL 给旁路电容 CVDD 充电； 当 VVDD 上升到 2.4V 时，启动电路以高限电流 ISTH 给旁路电容 CVDD 充电；当 VVDD≈4.3V 时，SCM9601A 内部的振荡器开始振荡，SCM9601A 计时 TCH1 后关闭启动电路，不再从输入电压取电，VVDD 逐渐降低等于辅助绕组电压 VA。在计时期间，SCM9601A 仍会给控制器供电，若控制器启动后工作所需的 电流大于 ISTH，则 VDD 引脚电压将下降（图 4 未示出） ；反之，如图 4 所示，VDD 引脚电压继续上升并接近充电限制电压 VCM。 ISTL、ISTH、TCH1 和 VCM 的数值请参阅电学特性。 图 4 启动过程中 VDD 引脚波形 VIN 接主功率开关管漏极的启动方式 VIN 引脚接到主功率开关管漏极的启动过程与接输入的类似：VVDD < 2.4V 时，以低限电流 ISTL 充电；VVDD≥2.4V 时，以高限电流 ISTH 充电。两种启动 方式的不同之处在于计时起始点和计时长度不相同——当控制器启动后，输出驱动信号，如图 5 所示，此时主功率开关管漏极电压 VDS 会出现脉冲波形， SCM9601A 通过检测并计算 VDS 的波形出现上升沿的次数来设定计时的起始点。当 VDS 波形出现第 6 个上升沿，SCM9601A 计时 TCH2 后关闭启动电路， 不再从输入电压取电，VVDD 逐渐等于辅助绕组电压 VA。 图 5 启动过程中 VDD 引脚波形 2019.06 - A/2 第 4 页 共7页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 故障保护 SCM9601A 能针对如下 2 种故障情况，选择相应的保护方式。 1.VDD 引脚旁路电容过小 2.开关电源输出短路 下面结合附图进行具体描述，附图中表示控制器完成启动并工作一段时间后，出现的故障情况及相应的保护方式。为了方便描述，图形并没有按照严 格的电压和时间比例进行绘制，其中 GATE 是主功率开关管的栅极驱动电压信号。 VDD 引脚旁路电容过小 旁路电容 CVDD 过小，在启动过程中 VDD 电压的上升斜率会很大，若不做任何处理，VDD 引脚电压会出现过冲，后级控制器可能会因为电压过冲幅度 过大而过压损坏。SCM9601A 在启动过程中将 VVDD 限制为 VCM，即将 VDD 限制在控制器的安全电压范围内。所以不论是在旁路电容 CVDD 过小的情况，还 是在计时过长的情况下，SCM9601A 都能有效地避免控制器过压损坏。 图 6 输出短路保护相关波形的时序 开关电源输出短路 请参阅图 6，阶段 1：当开关电源输出短路时，控制器将无法从辅助绕组上获得维持正常工作的能量，此时电压 VVDD 会持续下降，直至控制器欠压锁 定（请参阅图 6 的 Controller UVLO） ，当然在此过程中，控制器仍会有 GATE 信号输出； 阶段 2：控制器欠压锁定后不再消耗旁路电容 CVDD 的能量，此时只有 SCM9601A 在消耗能量，旁路电容 CVDD 的放电电流为 IVDD。由于 IVDD 较小，要 经过很长的时间，电容 CVDD 上的电压 VVDD 才会下降至 VVDD_RESET。 阶段 3：当 VVDD=VVDD_RESET 时，SCM9601A 重新开始以高限电流 ISTH 给电容 CVDD 充电，直至 TCH1 计时完毕，在此过程中，控制器会重启（请参阅 图 6 的 Controller Restart）并输出驱动信号。图 6 是假设控制器工作所需要的电流小于高限电流 ISTH，因此图 6 中 VVDD 会继续上升并接近充电限制电压 VCM。当 TCH1 计时完毕后，若输出短路并未排除，则 VDD 再一次下降，返回阶段 1，进入输出短路保护的循环直至输出短路排除。 可见，开关电源能够利用控制器欠压至控制器重启的时间差进行散热，这个时间差又称为短路保护休息时间，可由旁路电容 CVDD 进行调节。 应用电路 1.在最高输入电压低于 700VDC 时，可以单独使用 SCM9601A 作高压启动电路，详情可参考典型应用电路。 2.当应用在更高的输入电压范围时，推荐搭配我司 SCM9602A，请参阅图 7。其中 C1、C2 为输入端高压储能电容，减缓输入端电压的波动幅度；R1、 R2 为均压电阻，避免 C1、C2 漏电流差异导致的不均压问题；D1、D2 和 D3 用来解决 C1、C2 漏电流差异较大带来的电流倒灌问题。 图 7 输入 40VDC ~1400VDC 应用电路（SCM9601A 和 SCM9602A 串联使用） 电源使用建议 1.SCM9601A 从输入端取电，给 VDD 旁路电容充电时，电容 CVDD 推荐在 22uF 以下； 2.SCM9601A 和 SCM9602A 串联使用时，需考虑电容 C1 和 C2 的漏电流差异； 2019.06 - A/2 第 5 页 共7页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 订购信息 产品型号 封装 引脚数 丝印 包装 SCM9601ATA SOT-23 3 9601 3K/盘 产品型号与丝印说明 SCM9601XYZ： （1）SCM9601，产品代码。 （2）X = A-Z，版本代码。 （3）Y = T，封装代码；T：SOT 封装。 （4）Z = C,I,A,M，温度等级代码；C：0℃-70℃，I：-40℃-85℃，A：-40℃-125℃，M：-55℃-125℃。 封装信息(SOT-23) SOT-23 标识 A A1 A2 b c D E E1 e 尺寸（mm） 最小值 0.900 0.000 0.900 0.300 0.080 2.800 1.200 2.250 e1 L 1.800 L1 θ 0.300 0° 0.950 典型值 0.550 参考值 尺寸（英寸） 最大值 1.150 0.100 1.050 0.500 0.150 3.000 1.400 2.550 最小值 0.035 0.000 0.035 0.012 0.003 0.110 0.047 0.089 2.000 0.071 0.500 8° 0.012 0° 0.037 典型值 0.022 参考值 最大值 0.045 0.004 0.041 0.020 0.006 0.118 0.055 0.1 0.079 0.020 8° 2019.06 - A/2 第 6 页 共7页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有 包装信息(SOT-23) 标号 SOT-23 容差 A B C 3.15 +/-0.1 2.77 +/-0.1 1.22 +/-0.1 尺寸信息（mm） d E Φ1.50 +/-0.1 1.75 +/-0.1 F P0 P1 W 3.50 +/-0.1 4.00 +/-0.1 2.00 +/-0.1 8.00 +0.3/-0.1 卷盘开头 卷盘末尾 50±2 个空位 元器件 100±2 个空位 尺寸信息（mm） G 标号 D D1 D2 7 寸卷盘 Φ178.00 54.40 13.00 容差 +/-2 +/-1 +/-1 卷盘装 卷盘尺寸 盒装 3000 支 7 英寸 45,000 支 半径 78.00 +/-1 H 半径 25.60 +/-1 盒子尺寸（mm） 203*203*195 I W1 W2 半径 6.50 +/-1 9.50 12.30 +/-1 +/-1 板箱装 180,000 支 板箱尺寸（mm） 438*438*220 广州金升阳科技有限公司 地址：广东省广州市萝岗区科学城科学大道科汇发展中心科汇一街 5 号 电话：86-20-38601850 传真：86-20-38601272 E-mail: sales@mornsun.cn 2019.06 - A/2 第 7 页 共7页 该版权及产品最终解释权归广州金升阳科技有限公司所有