LP8773H

LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 概述 特点 LP8773 是一款高性能的第二代准谐振 PWM 隔离反 激控制器。内置专有的准谐振技术以及高可靠的保 护功能。    LP8773 的“数字抗抖动”技术可以根据加载自动选 择和锁定波谷，可以实现无音频噪声操作。另外， “数字抖频”功能使 LP8773 与传统的 QR 相比，EMI 性能更优。 LP8773 具有多模式控制方式。满载时，根据输入电 压不同，芯片工作于 CCM 模式或 QR 模式。当负 载减轻，芯片进入“数字频率监控”模式来提高功率 转换效率。当输出功率非常小时，芯片进入突发模 式，可以达到 100mW 以下的待机功耗。 LP8773 集成多种保护功能，包括欠压保护、VCC 过压保护、输出过压保护、逐周期电流限、管脚浮 空保护、过载保护、输入电压断电保护、软启动、 VCC 钳位、Gate 钳位等。LP8773 的保护功能都可 以自适应恢复。 LP8773 采用 SOT23-6 封装           轻松满足能效六级 输入电压断电保护 专有的准谐振技术 数字抗抖动技术实现无音频噪声操作 数字频率监控技术 数字抖频技术优化 EMI 小于 100mW 待机功耗 多模式控制方式提升效率 最大限制频率 80KHz QR 模式，52KHz 最小频率限制 CCM 模式，自适应斜坡补偿 内置软启动功能 管脚浮空保护 内置同步斜坡补偿 前沿消隐 VDD 欠压、过压以及钳位 应用 隔离 AC/DC 反激变换器  AC/DC 适配器  SMPS 电源 典型应用 AC IN EMI Filter DC Out LP8773 1 GND 2 FB 3 DEM GATE 6 VDD 5 CS 4 图1 LP8773_CN_DS_Rev.1.1 www.chip-hope.com TL431 LP8773 典型应用图 SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 定购信息 定购型号 封装 包装形式 打印 LP8773 SOT23-6 编带 3,000 颗/盘 73XXXX 管脚封装 xxxx：芯片批号 1 FB 2 DEM 3 73XXXX GND 6 GATE 5 VDD 4 CS 图 2 管脚封装图 管脚描述 管脚号 管脚名称 1 GND 2 FB 3 DEM 4 CS 5 VDD 芯片供电 6 GATE 驱动外置 MOS 栅极 LP8773_CN_DS_Rev.1.1 描述 芯片地 电压反馈脚；连接光耦调节环路；PWM 占空比靠 FB 脚反馈电压和 CS 脚采样电流信号共同产生。 变压器退磁检测；用来设置输出过压保护和输入断电保护 电流采样输入 www.chip-hope.com SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 极限参数(注 1) 参数 参数范围 单位 VDD 直流电压 35 V VDD 直流钳位电流 10 mA DEM 电压范围 -0.7 to 6 V FB，CS 电压范围 -0.3 to 7 V 250 ℃/W 工作结温范围 -40 to 150 ℃ 储存温度范围 -65 to 150 ℃ ESD 人体模式 3 KV ESD 机械模式 250 V 参数范围 单位 VDD 供电电压 11 to 29 V 工作环境温度 -40 to 85 o 封装热阻（PN 结到环境的热阻） 推荐应用范围(注 2) 参数 C 注 1：最大极限值是指超出该工作范围，芯片有可能损坏。推荐工作范围是指在该范围内，器件功能正常，但并不完全 保证满足个别性能指标。电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数 规范。对于未给定上下限值的参数，该规范不予保证其精度，但其典型值合理反映了器件性能。 注 2：芯片不保证参数以外的操作条件 LP8773_CN_DS_Rev.1.1 www.chip-hope.com SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 典型特性曲线 LP8773_CN_DS_Rev.1.1 www.chip-hope.com SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 电气参数（无特别说明情况下，VDD =15 V,TA =25℃） 符号 描述 条件 最小 典型 最大 单位 5 20 uA 1.8 3.5 mA VDD 供电 I_Startup VDD 启动电流 I_VDD_Op VDD 工作电流 UVLO(ON) VDD 启动电压 14 15 16 V UVLO(OFF) VDD 欠压电压 8 9 10 V VDD_OVP VDD 过压保护 30 32 34 V VDD_Clamp VDD 钳位电压 33 35 V T_Softstart 软启动时间 4 mSec VFB=3.2V, GATE=1nF I(VDD ) = 10mA FB 反馈 VFB_Open FB 开路电压 IFB_Short FB 短路电流 FB 对地短路， 测试电流 0.4 mA AVCS PWM 输入增益 ΔVFB /ΔVcs 3 V/V VFB_foldback FB 进入监控模式电压 1.6 V VFB_min_duty FB 时钟关闭电压 1.1 V VFB_PL 功率限制时， FB 阈值电压 3.6 V TD_PL 功率限制时，防反跳时间 82 mSec ZFB_IN 输入阻抗 10 Kohm 4.2 注3 4.7 5.5 V CS 采样 Vth_OC_min 内部限流阈值 Vth_OC_max 内部限流阈值 0.77 V T_blanking 前沿消隐 250 nSec TD_OC 过电流检测后，控制延迟 60 nSec VTH_DEM DEM 比较阈值电压 125 mV VDEM_clamp_ H 高钳位电压 5.8 V VDEM_clamp_L 低钳位电压 -0.7 V VTH_OVP 过压保护阈值 3.4 V NTRUE_OVP OVP 后，持续周期 3 Cycle Tsupp 变压器关断后屏蔽时间 2.5 uSec ITH_BOP_ON 触发断电保护 66.5 71.5 76.5 uA ITH_BOP_OFF 退出断电保护 72 77 82 uA TBOP_PL 断电保护迟滞时间 25 35 mSec mSec Zero duty cycle 0.44 0.45 0.46 V DEM 退磁检测 注 4 注 3 Timer Section T_counter 数字抗抖动采样时间 40 N_counter_max 谷底锁定最大计数 8 LP8773_CN_DS_Rev.1.1 www.chip-hope.com SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 F_BM 突发模式基准频率 Duty_max 最大占空比 Fmax_QR_H QR 模式，高锁定频率 72 80 88 KHz Fmin_QR_L QR 模式，低锁定频率 47 52 57 KHz ∆F(jitter)/Fsw 抖频范围 4 % Ton_max 最大导通时间 11.5 12.7 14 us Toff_max 最大关断时间 52 57 64 us Toff_min 最小关断时间 注 4 VOL 低压 Io = 20 mA (sink) VOH 高压 Io = 20 (source) VG_Clamp 钳位电压 VDD=24V 16 V T_r 上升时间 GATE= 1nF 150 nSec T_f 下降时间 GATE= 1nF 60 nSec 注 4 注 4 22 KHz 65 % -4 2.5 uSec Gate 驱动 1 mA 7.5 V V 注 3：过载迟滞时间与开关周期时间成正比。 注 4：设计保证。 LP8773_CN_DS_Rev.1.1 www.chip-hope.com SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 内部结构框图 S DEM Q DEM Soft Gate Driver GATE 6 R 3 Output OVP Load OVP QR or CCM mode AC Brownout Protection Digital Frequency Jittering 4.7V Digital Frequency Foldback BOP PWM/PFM, Logic, Timer & Fault Management Burst Mode FB 2 Adaptive Slope compensation Digital Anti-Jitter for Valley Locking Soft start LEB POR VDD CS 4 OCP & Compensation 5 CS floating protection 9V/15V VDD OVP OLP 35V 82ms Delay 3.6V 1 32V 图3 LP8773 内部框图 . LP8773_CN_DS_Rev.1.1 www.chip-hope.com SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only GND LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 Trigger Signal in Traditional QR System 应用信息 PWM Signal DEM DEM LP8773 是一款高性能的第二代准谐振 PWM 隔 离反激控制芯片。内置专有的准谐振技术以及高 可靠的保护功能。 DEM Valley Selection R 欠压和启动 AC IN Np Cbulk Q Digital Anti-Jitter for Valley Locking Trigger Signal in QR-II System LP8773 图 4，是典型启动电路。LP8773 启动电流是 5uA， 启动前通过 Rst 启动电阻给 VDD 电容 Cdd 充电。 当 VDD 充到启动电压 15V 时，芯片开始正常工 作，正常工作电流是 1.8mA。芯片启动后，有辅 助绕组供电，确保 VDD 不会欠压。根据功耗和 启动时间，设定 Rst 和 Cdd。 S 图5 “数字抖频监控”和多模式工作方式 LP8773是一款多模式工作的QR控制芯片。专利 的“数字抖频监控”技术，可以让带载轻时达到 高效率。在正常带载或满载条件下且输入低电压 范围（限制最小频率52KHz）时，工作于CCM模 式。因此，小变压器可做到大功率输出。当输入 高电压范围时，芯片工作于QR模式（最大限制 频率80KHz），如图6。当FB电压大于VFB_PL， 系统进入可自恢复的过载保护。 Rst Switching Frequency High Frequency Limiting 90KHz QR Mode @ High Line Cdd LP8773 1 GND 2 FB GATE 6 VDD 5 Na 53KHz QR or CCM Mode @ Low Line 22KHz Low Frequency Clamping 3 DEM CS FB 4 Digital Foldback Counter Number for Valley Locking N=1 N=2 N=3 N=4 图. 4 VFB_foldback N=8 VFB_PL FB 准谐振技术介绍 Burst Mode 谷底锁定的数字抗抖动技术 传统的 QR 系统会有噪音。如图 5，传统的 QR 系统采样 DEM 退磁电压， 产生 PWM 周期信号。 但是传统 QR 给定带载时，会取到不同的波谷， 导致噪音。LP8773 集成“数字抗抖动”功能， 在给定的带载下锁定相同谷底，避免噪音。 LP8773_CN_DS_Rev.1.1 www.chip-hope.com Digital Frequency Foldback Mode QR or CCM Mode OLP Mode 图6 轻载时（FB电压低于VFB_foldback） ，芯片工作 于“数字频率监控”模式。系统频率在最高限制 频率和最低限制频率之间，如图6。在“数字频 率监控”模式，根据带载变化选取和锁定谷底。 LP8773内置数字计速器，根据计数周期选定谷底。 LP8773最大计数周期是8。当空载或轻带载时， 芯片进入突发模式。在突发模式，计数周期固定 8，锁定谷底。通过此种控制，可以做到很小的 待机功耗。 SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 数字抖频 自适应斜坡补偿 传统的QR，给定带载后PWM频率是固定的，不 利于EMI。为了改善系统的EMI性能，LP8773内 置“数字抖频”模块，抖频范围4%。在所有的 LP8773内置同步斜坡补偿电路。通过采样输入电 压增加电压斜坡电流，使CCM闭环工作稳定， 阻止次谐波振荡，降低输出纹波电流。当系统固 定CCM模式频率时，LP8773斜坡补偿会自动的 增加到系统，使得电流环路稳定。当系统退出 CCM模式固定频率时，斜坡补偿自动取消。 工作模式下，都有数字抖频。 低工作电流 LP8773的工作电流是1.8mA，低工作电流有利于 提升效率和减小VDD供电电容。 软启动 LP8773内置4mS软启动时间，软启动时，CS电 流限阈值逐周期增大。软启动，有利于减小变压 器磁饱和的风险以及降低次级二极管启机时的 所受应力。 最大工作频率 根据QR工作原理，开关频率与输出功率成反比。 因此，当输出功率减小时，开关频率若没限制会 变高。为了满足EMI和轻载时高效率，LP8773 内置80KHz频率限制。 突发模式控制 当带载变小时，系统会进入突发模式。当FB电 压低于VFB_min_duty时，LP8773停止开关且输出 退磁检测 通过DEM脚，实时采样辅助绕组的电压来检测 变压器退磁。当电感中储存的能量充分释放到输 出，DEM电压下降。当DEM电压降到0.125V以 下，DEM内部比较器起作用，一个新的开关周 期发生。MOSFET总在零电感电流时开通，以减 小损耗和噪音。 电压开始下降，使得VFB上升，如图8. 一旦VFB 超过VFB_min_duty，恢复开关。突发模式控制方 式，交替控制开关出现和消失，空载时可以有效的 降低开关损耗。 Vout 过流补偿 在QR系统，若没有补偿，最大输出功率会变化 很大。LP8773内置专有的OCP补偿模块，无需外 部器件。小于12.7uS导通时间内，OCP阈值从 0.45V到0.77V线性变化。超过12.7uS导通时间， OCP阈值钳位在0.77V，如图7 LP8773最大占空比是65% VFB Vth_OCP GATE 0.77V GATE ON 0.45 V GATE OFF 图8 Ton(us) 0 12.7 图7 LP8773_CN_DS_Rev.1.1 www.chip-hope.com SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 输出过压保护 输入电压断电保护 LP8773检测辅助绕组反激的平台电压，2.5uS屏 蔽延时后，检测到的平台电压超过3.4V，且持续 3个周期以上，认为是真的过压保护，停止开关 动作，若持续小于3个周期，不认为是过压保护， 如图9。过压保护后，系统可以自恢复。 为了避免低输入电压时电流过大，LP8773 增加了 输入电压断电保护，通过检测 DEM 脚电压，如图 11。当电流小于 ITH_BOP_ON（典型值 71.5uA） ， 时间大于 TBOP_PL（典型值 35mS） ，输入电压断 电 保 护 发 生 ， PWM 脉 冲 消 失 。 当 电 流 大 于 ITH_BOP_OFF（典型值 77uA），输入电压断电保 护移除，PWM 脉冲信号激活。 Naux R1 R2 Na DEM 3 LP8773 GND 2 FB 3 DEM GATE 6 VDD 5 CS 4 R1 Plateau Sampling R2 3.4V Yes 1 LP8773 Last for 3 subsequent cycles? 图 11 Load OVP 图9 计算公式如下： 过载/过流/过功率/开环保护 当芯片检测到过载/过流/过功率/开环信号时，且持 VLine_BOP_trigger  续时间超过 82mS，认为发生正常的过载/过流/过 功率/开环保护。设置 82mS 延迟时间是为了避免 开机和关机时，误触发保护，如图 10 VLine_BOP_exit  71.5uA  R 1 N P  NA 2 77uA  R 1 N P  NA 2 4.7V 通过调节 R1 可以设定输入电压断电保护 PWM FB 2 VDD 过压保护/管脚浮空保护 LP8773 内置 VDD 过压保护和管脚浮空保护，可 3.6V 82ms Delay OLP/OCP/ OPP 以自恢复。 软驱动 LP8773 VFB 4.7V VFB_PL=3.6V LP8773 内置图腾柱的软驱动，有利于 EMI，降低 损耗、提升效率、加强系统可靠性。 OLP/OCP/OPP Shutdown delay time 图 10 LP8773_CN_DS_Rev.1.1 www.chip-hope.com SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only LP8773 第二代准谐振 PWM 控制器 封装信息 Symbol A A1 A2 b c D E E1 e e1 L θ LP8773_CN_DS_Rev.1.1 Dimensions In Millimeters Min Max 1.000 1.300 0.000 0.150 1.000 1.200 0.300 0.500 0.100 0.200 2.800 3.020 1.500 1.700 2.600 3.000 0.950 (BSC) 1.800 2.000 0.300 0.600 0º 8º www.chip-hope.com Dimensions In Inches Min Max 0.039 0.051 0.000 0.006 0.039 0.047 0.012 0.020 0.004 0.008 0.110 0.119 0.059 0.067 0.102 0.118 0.037 (BSC) 0.071 0.079 0.012 0.024 0º 8º SHENZHEN Chip Hope Micro-electronicsLTD Confidential– Customer Use Only