FM7538C

深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM7538C(文件编号：S&CIC1224) 原边控制高精度恒压/恒流 PWM 控制器 概述 FM7538C 是一种高性能离线式 PWM 控制器，主要用于中小功率 AC/DC 充电器和适配器中。它工作于原边采 样和调节，可省除极间光耦和 TL431，其恒压和恒流控制特性说明如下图。 在恒流控制时，其电流和输出功率的设定可由 CS 脚上的传感电阻 Rs 来调节；在恒压控制时，利用混合工作 模式可以获得高效率和高性能。另外，利用内部的导线压降补偿功能可以得到良好的负载调整特性。在恒流模式 重负载工作条件下，器件工作在 PFM 模式；中负载和轻负载，器件可工作在 PWM 模式和降频模式。 FM7538C 具有电源软启动控制和多种带自动恢复的有效保护，它包含逐周期电流限制，VDD 过压保护，VDD 钳位和欠压保护等。另外，FM7538C 还有优良的 EMI 性能和频率抖动控制特性，使用 FM7538C 可获得高精确 的恒压/恒流特性。 图 1 典型 CC/CV 曲线 特点        在通常 AC 输入条件下，恒压调节 5%，恒流 调节 5% 原边采样和调节无需光耦和 TL431 可程控 CV/CC 调节 可设定恒流和输出功率 内建次级恒流控制和原边反馈 内建合适的峰值电流调节 内建原边电感补偿         可调节线压降补偿 开机软启动 内置 2A 650V MOS 开关管 内置前沿消隐电路（LEB） 可逐周期电流限制 带有迟滞的欠压锁定（UVLO） VDD 过压保护（OVP） VDD 钳位功能     PC、TV 等电器的辅助电源 线性调节器/替代 RCC 变换器 恒流 LED 照明 封装形式：DIP-8 产品应用     中小功率 AC/DC 离线式开关电源 手机充电器 数码相机充电器 小功率适配器 www.superchip.cn 第 1 页 共 10 页 Version 1.0 4 5 6 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM7538C(文件编号：S&CIC1224) 原边控制高精度恒压/恒流 PWM 控制器 内部框图 VDD 1 5V 欠压 锁定 DRAIN 内部 电源 5、6 POR 门驱 动 软启 动 PWM发生 器 CC控制 器 电压 补偿 INV 3 周期 电流 限制 时钟 发生 器 取样 器 前沿 消隐 处理 取样 控制 器 4 CS 频率 抖动 COMP 2 7、8 GND 引脚示意图及说明 1 D 2 VDD 1 8 GND COMP 2 7 GND INV 3 6 DRAIN CS 4 5 DRAIN 3 序号 名称 I/O 1 VDD P 电源端 2 COMP I CV 环路补偿 说明 3 INV I 连接反映输出的辅助绕组反馈电压的外接分 压电阻，PWM 占空周期由 1Pin 电流采样信 号和 EA 放大器输出电压决定。 4 CS I 电流采样输入 Title 5、6 DRAIN 内置 MOS 管漏极 I Size Number Revision B 7、8 GND P 4 www.superchip.cn Date: 地 File: 5 第 2 页 共 10 页 21-Oct-2014 Sheet of E:\E盘\规格书\规格图\规格图-0\ZBO\FM7538\FM7538.ddb Drawn By: 6 Version 1.0 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM7538C(文件编号：S&CIC1224) 原边控制高精度恒压/恒流 PWM 控制器 典型应用电路 L F1 L1 D1 1 D2 D3 + + C1 C2 R1 D6 L2 D7 2 Vo+ + + C8 C7 R8 3 8 7 2 4 C5 6 C3 R2 D4 N R3 T1 R7 R6 GND D GND D COMP CS VCC FB 5 D5 6 Vo- 4 5 1 R4 3 C6 R5 + C4 CY1 BOM 表及变压器规格  PCB 图 Title Size Number B Date: File: 2 www.superchip.cn 3 4 第 3 页 共 10 页 5 Version 1.0 29-Oct-2014 E:\E盘\规格书 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM7538C(文件编号：S&CIC1224) 原边控制高精度恒压/恒流 PWM 控制器 BOM 表  序号 元件名称 型号&规格 封装 单位 组成用量 插件位置 1 插件二极管 1N4007 DO-41 PCS 4 D1、D2、D3、D4 2 电感 1000uH/1W L-3.5 PCS 1 L1 3 电解电容 10uF/400V±20% 10×12 PCS 2 C1、C2 4 电解电容 10uF/50V±20% 5×8 PCS 1 C4 5 涤纶电容 102/250V±20% CAP-4 PCS 1 C3 6 高频低阻电解电容 1000uF/10V±20% 8×12 PCS 2 C7、C8 7 贴片电容 33P/50V±20% 0805 PCS 1 C6 8 贴片电容 103P/50V±20% 0805 PCS 1 C5 10 插件电阻 1M±5% 1206 PCS 2 R1、R2 11 贴片电阻 100K±5% 0805 PCS 1 R3 12 贴片电阻 47K±1% 0805 PCS 1 R4 13 贴片电阻 5.6K±1% 0805 PCS 1 R5 14 贴片电阻 2.4Ω±1% 0805 PCS 1 R6、R7 15 贴片电阻 1K±5% 0805 PCS 1 R8 16 插件二极管 FR107 DO-41 PCS 2 D5、D6 17 插件二极管 1N5822 DO-201 PCS 2 D7 18 保险丝 1.5A/250V PCS 1 F1 19 变压器 EE19 PCS 1 T1 20 IC FM7538C DIP-8 PCS 1 U1 21 AC 电子线 红 φ0.16×60mm PCS 2 AC 22 USB 母座 PCS 1 USB  变压器规格 结构图： 骨架类型 PIN 数目 脚距 排距 备注 EE19 卧式 4+4 5mm 13mm Ae=23mm ² www.superchip.cn 第 4 页 共 10 页 Version 1.0 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM7538C(文件编号：S&CIC1224) 原边控制高精度恒压/恒流 PWM 控制器 绕制要求： 绕组 绕制要求 匝数 线径 根数 层数 N1 初级 从 Pin1 起到 Pin2 收、密绕 120Ts 0.20 1 3 N2 次级 从 Pin5 起到 Pin8 收、密绕 9Ts 0.50 2 1 N3 反馈 从 Pin4 起到 Pin3 收、居中密绕 22Ts 0.20 1 1 备注：1、线包包黄色玛拉胶纸，绕线时请注意绕线方向，避免绕组起收脚交叉，绕线必须平整。 2、磁芯加气隙，真空侵油，烤箱烘干，另变压器骨架上需贴上名称和供应商标签以方便区分。 电器要求： 1、电感量：Lp（N1）1.3mH±5% 2、漏感量：LS（N1）≤80uH 3、耐压：PRI（初级 N1）—SEC（次级 N3）2500AC/5ma/60s PRI（初级 N10）/SEC（次级 N3）—CORE 磁芯 1500AC/5ma/60s 极限参数 项目 参数值 VDD 电压 -0.3V 到 VDD 钳位电压 VDD 齐纳管钳位连续电流 10mA COMP 电压 -0.3V ~ 7V CS 输入电压 -0.3V ~ 7V INV 输入电压 -0.3V ~ 7V 最大工作结温 150℃ 贮存温度 -55℃ ~ 150℃ 引脚焊接温度（10 秒） 260℃ 内置 MOS 管耐压值 650V 电气特性 （Ta=25℃，VDD=16V，其它说明除外） 符号 参数 测试条件 IDD_ST 待机电流 IDD_OP 最小值 典型值 最大值 单位 VDD=13V 5 20 uA 工作电流 CS=0V，VDD=18V 2 3 mA UVLO(ON) VDD 进入欠压锁定 VDD 下降 8.2 9.0 10.5 V UVLO(OFF) VDD 退出欠压锁定 VDD 上升 13.5 14.8 16 V 电源部分 www.superchip.cn 第 5 页 共 10 页 Version 1.0 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM7538C(文件编号：S&CIC1224) VDD_clamp VDD 最大工作电压 OVP 过压保护门限 原边控制高精度恒压/恒流 PWM 控制器 VDD 达到门极关闭斜坡电压 27 28.5 30 V 26 27.5 29 V 电流检测输入部分 TLEB LEB 时间 Vth_oc 过流门限 Td_oc OCP 传送延时 Zsense_IN 输入阻抗 T_ss 软启动时间 625 880 910 nS 940 110 mV nS 50 KΩ 17 mS 频率部分 Freq_Max 最大频率 Freq_Nom 系统正常开关频率 55 Freq_startup △f/Freq 频率抖动范围 60 65 KHz 50 KHz 14 KHz ±6 % 误差放大器部分 Vref_EA EA 参考电压 1.95 2 2.05 V Gain EA DC 增益 60 dB I_COMP_MAX 最大缆线补偿电流 37.5 uA 注：Freq_Max 是指 IC 内部最大时钟频率在系统应用里，60KHz 的最大工作频率正常发生在最大输出功率或者 从 CV 到 CC 状态的转换点。 www.superchip.cn 第 6 页 共 10 页 Version 1.0 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM7538C(文件编号：S&CIC1224) 原边控制高精度恒压/恒流 PWM 控制器 特性曲线 功能说明 FM7538C 是一款低成本，高效率的 PWM 控制器，主要用于中小功率 AC/DC 转换器（电池充电器）、适配 器中，它可工作在原边反馈和调节中，无需光耦和 TL431，内部的恒压和恒流特性控制可达到高精度 CC/CV 控 制需要，完全可满足大多数适配器的应用需求，由于具有恒流特性，可用于 LED 照明。 启动电流和启动控制 由于 FM7538C 设计的启动电流很低，因此 VDD 可很快的超过 UVLO 门限电平，从而可用大阻值启动电阻将工 作中的功耗降到最小。 工作电流 FM7538C 的工作电流较低（为 2.5mA），低的工作电流和混合模式控制特性可以达到良好的性能。 www.superchip.cn 第 7 页 共 10 页 Version 1.0 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM7538C(文件编号：S&CIC1224) 原边控制高精度恒压/恒流 PWM 控制器 软启动 FM7538C 在内部设置了软启动功能，主要用于电源启动期间防止部分过压造成的异常， 即当 VDD 一旦达到 UVLO （OFF）时，控制部分使峰值电流、电压门限从 0 逐渐变化至正常值 0.9V，每一次重启动都对应一个软启动。 恒流/恒压工作 FM7538C 设计了一个良好的恒流/恒压特性（说明见图 1），在充电器应用上，起初是恒流充电，到快充满时变为 恒压充电。在 AC/DC 适配器里，常用的为恒压供电，恒流供电主要用于有电流限制时。在恒压供电时，输出电 压是通过原边调节的，在恒流供电模式里，FM7538C 将通过调节输出电压来达到恒流。 工作原理 为支持 FM7538C 的 CC/CV 控制特性，需要将反激变换系统应设计于 DCM 模式（典型应用见图 1）。在 DCM 反 激变换器里，可通过辅助绕组检测到输出电压。MOSFET 管导通期间，输出滤波电容为负载提供电流，初级绕 组电流斜波上升；当 MOSFET 管关闭时，能量由原边绕组传递到次级绕组，次级电流为： Is=（Np/Ns）×Ip （1） 辅助绕组电压： Vaux=（Naux/Ns）×（Vo+△V） （2），这里△V 为输出二极管压降。 图 2 辅助绕组电压波形 辅助绕组通过电阻分压连到 INV 端，在退磁结束时辅助绕组电压被采样并保持直到下一个采样周期。这个采样电 压和 2V 参考进行比较，然后经误差放大器输出 COMP 映射负载电压，并控制 PWM 开关频率以调节输出电压， 这样就达到恒压输出。当采样电压低于参考电压，并且误差放大器输出 COMP 端达到最大值，由采样电压控制 开关频率调节输出电流，从而达到恒流输出的目的。 恒流和输出功率的调节 在 FM7538C 里恒流点和最大输出功率可由 CS 端的采样电阻 RS 来调节（见典型应用图），输出功率可以通过 CC 点变化来调节（RS 大，输出功率小；RS 小，输出功率大），说明见图 3 www.superchip.cn 第 8 页 共 10 页 Version 1.0 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM7538C(文件编号：S&CIC1224) 原边控制高精度恒压/恒流 PWM 控制器 图 3 变化 RS 调节输出功率 工作开关频率 FM7538C 的开关频率是根据负载的条件和工作模式控制的，无需外部元件设定频率。最大输出功率时，开关频 率为 60KHz，在 DCM 方式反激工作情况下，最大输出功率可由下式给出： Po_max=(1/2)LpFswIp2 （3） 这里 Lp 为初级线圈电感，Ip 为初级峰值电流【参考式（3）】，初级电感量的变化将导致最大输出功率的变化和恒 流模式下输出电流的变化，为补偿初级电感偏差的变化，开关频率将由内部环路锁定，如下式： Fsw=1/（2Tdemag） （4） 由于 Tdemag 和电感成反比，可使 Ip 和 fsw 乘积为恒定。所以在恒流模式下，原边电感的变化不会影响最大输 出功率和恒流输出，即可补偿初级电感偏差±10%以上。 EMI 频率抖动的改良 在 FM7538C 里可以进行频率抖动控制（开关频率调制），对振荡频率进行调制可以将声能发散，发散的频谱将 EMI 减至最小，更容易设计系统。 电流调节和输出波形毛刺处理 在 FM7538C 里设置有逐周期电流限制电路，这个开关电流由 CS 脚上的采样电阻检测。在功率 MOS 管打开初 期，内部的前沿消隐电路可以消除采样信号中的电压尖峰，所以在 CS 输入上不再需要外接 RC 滤波器，PWM 占空比由 CS 输入电压和 EA 输出电压决定。 可调节线压降补偿 在 FM7538C 里完成线压降补偿可以达到良好的负载调整要求，芯片内部的电流在 INV 端的分压电阻上产生失调 电压，该电流和 COMP 脚电压成反比，即与输到负载上的电流成反比，这样在线损耗降压就会得到补偿。如果 负载电流由满载减小到空载，则在 INV 脚上的失调电压就会随之增大。通过改变分压电阻的阻值可以调整线损补 偿量的大小。 保护控制 FM7538C 通过多种保护提高系统可靠性，主要包括逐周期电流限制（OCP），VDD 钳位，电源软启动，欠电压 锁定（UVLO）等。 VDD 电压由辅助绕组产生，当 VDD 电压低于 UVLO（ON）时，FM7538C 的输出就会关闭。 www.superchip.cn 第 9 页 共 10 页 Version 1.0 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MADE ELECTRONICS GROUP CO., LTD. FM7538C(文件编号：S&CIC1224) 原边控制高精度恒压/恒流 PWM 控制器 封装信息 Symbol Dimensions In Inches Min Max Min Max A 3.710 5.334 0.146 0.210 A1 0.381 A2 3.175 3.600 0.125 0.142 B 0.350 0.650 0.014 0.026 B1 0.015 1.524(BSC) 0.06(BSC) C 0.200 0.360 0.008 0.014 D 9.000 10.160 0.354 0.400 E 6.200 6.600 0.244 0.260 E1 7.320 7.920 0.288 0.312 e www.superchip.cn Dimensions In Millimeters 2.540(BSC) 0.1(BSC) L 2.921 3.810 0.115 0.150 E2 8.200 9.525 0.323 0.375 第 10 页 共 10 页 Version 1.0