SD4871

SD4871 说明书 士兰微电子 电流模式PWM控制器 描述 SD4871是电流模式PWM控制芯片。用于高性能、低待机功 耗的离线反激变换器的控制。 在空载或轻载时，芯片工作在轻载模式，减小开关损耗，提 高效率。 芯片的低启动电流，使得启动电路可以采用阻值大的启动电 阻，来减小待机电流。 自带各种保护功能，包括每周期的过流保护、过载保护、VDD 电压的过压及欠压保护等。 抖频工作技术以及带软开关控制的图腾柱式驱动输出可以达 到极佳的EMI性能。 主要特点 应用 * 开关的抖频控制提高 EMI 性能 * 轻负载模式减小待机功耗 * 电池充电器 * 外部设置开关频率 * 适配器 * 3A 低启动电流 * 机顶盒电源 * 内置前沿消隐电路 * VDD 电压的过压及欠压保护 * 栅驱动输出高电压钳位 * 电流限制 * 过负载保护 * SOT-23-6L 封装形式 产品规格分类 产 品 名 称 SD4871TR 封 装 形 式 打 印 名 称 环保等级 包 装 SOT-23-6L 4871 无卤 编带 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：1.1 共8页 第1页 SD4871 说明书 士兰微电子 内部框图 VDD 5 UVLO RI 3 V2I POR OSC AVDD_6V 稳压电路 S Q R _ Q GATE 6 驱动 频率抖动 OC 比较器 FB 轻载 模式 2 + 1.5V OC 补偿 + POR SENSE 4 OL 比较器 - 软启动 - PWM 比较器 斜率补偿 + 锁存 GND - 1 极限参数 参 数 符 号 参 数 范 围 单位 电源电压 VDD 28 V 反馈电压 VFB -0.3~6 V VSENSE -0.3~6 V RI 端电压 VRI -0.3~6 V 结温范围 Tj -20~150 C 引脚温度 TL 260 C 存储温度范围 Tstg -55~160 C 采样端电压 电气参数（除非特别说明，Tamb=25C） 参 数 符 号 测 试 条 件 最小值 典型值 最大值 单位 -- 3 20 A -- 2 -- mA 电源电压 启动电流 IVDD_ST 工作电流 IVDD VDD=12 V，RI=100k VDD=16V，VFB =3V， RI=100k 开启电压 VSTART 13.3 14.3 15.3 V 关闭电压 VSHUT -- 7.8 -- V VVDD_OVP -- 27.5 -- V VDD 过压保护电压 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：1.1 共8页 第2页 SD4871 说明书 士兰微电子 参 数 VDD 钳位电压 符 号 VVDD_CLP 测 试 条 件 最小值 典型值 最大值 单位 IVDD =10mA -- 28 -- V ΔVFB /ΔVSENSE -- 2 -- V/V 4.5 4.8 5 V 0.3 0.35 0.4 mA -- 3.8 -- V -- 35 -- ms 18 23 -- kΩ -- 75 -- % -- 300 -- ns 反馈电压 PWM 增益 AVCS FB 开环电压 VFB_OPEN FB 短路电流 IFB_SHORT 过载保护 FB 阈值 VFB_OL 过载保护抗干扰时间 TD_OL FB 输入阻抗 ZFB_IN 最大占空比 DMAX FB 短接到地 RI=100k VDD=16V，RI=100k VFB =3V，VSENSE =0V 电流检测 LEB 时间 TLEB RI=100k SENSE 输入阻抗 ZSENSE_IN -- 85 -- kΩ 过流检测控制延时 TOC -- 75 -- ns VSENSE_OC 0.7 0.75 0.8 V 过流检测阈值 软启动 软启动时间 Tss RI=100k -- 4 -- ms fS RI=100k 60 65 70 kHz fS RI=65k 90 100 110 kHz fS RI=50k 120 130 140 kHz 50 100 150 kΩ VDD=12～28V，RI=100k -- 5 -- % fS_LLM Fs=65 KHz -- 22 -- KHz fS_LLM Fs=100 KHz -- 33 -- KHz fS_LLM Fs=130KHz -- 43 -- KHz RI=100k -3 -- 3 % 振荡频率 振荡频率 RI 外接电阻范围 振荡频率随 VDD 而变化 轻载模式的振荡频率 抖频范围 RRI_RANGE ΔfS_VDD ΔfS_SHUF GATE 驱动 输出低电平 VOL VDD=16V，IO=-20mA -- -- 0.8 V 输出高电平 VOH VDD=16V，IO=20mA 10 -- -- V -- 13 -- V 高电平高钳位电压 VOH_CLAMP 输出上升时间 TR VDD=16V，CL=1nF -- 220 -- ns 输出下降时间 TF VDD=16V，CL=1nF -- 70 -- ns 注：过载保护抗干扰时间和软启动时间受开关周期影响。因此减小 RT 电阻会使开关频率增加，使过载保护抗干扰时间和软启 动时间减小。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：1.1 共8页 第3页 SD4871 说明书 士兰微电子 管脚排列图 GATE VDD SENSE 6 5 4 SD4871 1 2 3 GND FB RI 管脚描述 管脚名称 I/O 1 GND -- 地。 2 FB I 反馈输入端。 3 RI I/O 4 SENSE I 开关电流采样端。 5 VDD -- 电源。 6 GATE O 栅驱动输出。 管 脚 号 管 脚 描述 振荡频率设置端。外接电阻到地。 功能描述 SD4871 是电流模式的 PWM 控制芯片，应用于离线式反激变换器的应用。以下是对芯片各功能的具体描述。 启动控制 SD4871 的启动电流很低，因此可以快速启动。外部启动电路可以采用较大的启动电阻，在保证启动正常的同时减 小待机功耗。 在输入电压范围之内，可以采用 2 MΩ，1/8 W 的启动电阻。 抖频控制 芯片采用抖频控制来改善 EMI 性能。 振荡频率随机调制后，基频的能量被扩展到一个窄频带中，从而减小基频处的电磁干扰。整个应用系统的设计会变 得更简单。 轻负载模式 在轻负载或空载条件下，MOSFET 的开关损耗、变压器的损耗以及外部 snubber 电路的损耗占总功耗的很大一部 分。而以上这些损耗正比与单位时间内的开关次数。所以减小单位时间内的开关次数将直接降低以上损耗。 SD4871 在轻负载或空载时刻进入轻负载工作模式。只有当输出电压降低到设定值时，MOSFET 才开始开关工作， 同时，开关频率也降低。否则，MOSFET 一直截至。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：1.1 共8页 第4页 士兰微电子 SD4871 说明书 振荡频率设置 振荡由 RI 和 GND 之间的外接电阻值决定，两者之间的关系如下公式所示。 fS  6500 (kHz) ，其中，RRI 为外接电阻值，单位是 KΩ。 RRI 电流检测和前沿消隐 在 MOSFET 开启的时刻，由于缓冲电路中的二极管反向恢复会产生电流毛刺。该毛刺会影响 PWM 比较器的误判， 必须去除。芯片中 SENSE 端内置的前沿消隐电路实现这一功能，原先需要的外围 RC 滤波电路则可以省去。 在前沿消隐时间内，PWM 比较器和限流比较器是不工作的，MOSFET 开关在这段时间内是保持导通状态的。所以， MOSFET 开关开启的最小时间就是前沿消隐的时间。 软启动 SD4871 内置实现启动时 4ms 时间软启动功能（频率设为 65kHz 时） 。 栅驱动 GATE 管脚连接到外部 MOSFET 的栅，来实现对 MOSFET 的开关控制。GATE 的驱动能力太弱，MOSFET 的开 关损耗会增加；反之，GATE 的驱动能力太强，则会带来 EMI 问题。因此，芯片的图腾柱式的驱动输出部分在驱动能力 和死区时间之间进行了折衷。 保护功能 芯片自带各种保护功能，包括每周期的过流保护、过载保护、输入电压的过压及欠压保护等。 通过输入电压补偿的过流保护阈值电压，实现输出的恒功率控制。 VDD 由外部变压器的辅助绕组输出供电。当 VDD 电压过高时，被钳位在阈值处；当 VDD 电压过低时，MOSFET 开关 截止，系统重新进入上电复位过程。 当 FB 电压超过过载保护电压阈值，且维持时间达到时，MOSFET 开关截止，VDD 电压开始下降，当 VDD 低于关闭 电压后，重新复位启动。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：1.1 共8页 第5页 SD4871 说明书 士兰微电子 典型应用电路图 AC in DC out 5 VDD GATE 6 SENSE 4 3 RI SD4871 FB 2 GND 1 封装外形图 SOT-23-6L 单位：mm 2.92±0.25 0～8° 0.4±0.10 2.80±0.25 1.60±0.25 0.45±0.15 0.25 +0.10 0.15 -0.05 0.950BSC 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 1.35MAX 1.10±0.10 0～0.15 1.90±0.20 版本号：1.1 共8页 第6页 士兰微电子 SD4871 说明书 注意！ 静电敏感器件 操作 ESDS 产品应采取 防护措施 MOS电路操作注意事项： 静电在很多地方都会产生，采取下面的预防措施，可以有效防止 MOS 电路由于受静电放电影响而引起的损坏：  操作人员要通过防静电腕带接地。  设备外壳必须接地。  装配过程中使用的工具必须接地。  必须采用导体包装或抗静电材料包装或运输。 声明：  士兰保留说明书的更改权，恕不另行通知！客户在下单前应获取最新版本资料，并验证相关信息是否完整和最 新。  任何半导体产品特定条件下都有一定的失效或发生故障的可能，买方有责任在使用 Silan 产品进行系统设计和整 机制造时遵守安全标准并采取安全措施，以避免潜在失败风险可能造成人身伤害或财产损失情况的发生！  产品提升永无止境，我公司将竭诚为客户提供更优秀的产品！ 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：1.1 共8页 第7页 SD4871 说明书 士兰微电子 产品名称： SD4871 文档类型： 说明书 版 权： 杭州士兰微电子股份有限公司 公司主页： http: //www.silan.com.cn 版 本： 1.1 修改记录： 1. 版 修改产品规格分类 本： 1.0 修改记录： 1. 原稿 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：1.1 共8页 第8页