PN8368SSC-R1E

Chipown PN8368 超低待机功耗准谐振原边反馈交直流转换器 概述 PN8368集成超低待机功耗准谐振原边控制器及高雪崩能力智能功率MOSFET，用于高性能、外围元器件精简的充电 器、适配器和内置电源。PN8368为原边反馈工作模式，可省略光耦和TL431。内置高压启动电路，可实现芯片空载损耗 （230VAC）小于50mW。在恒压模式，采用准谐振与多模式技术提高效率并消除音频噪声，使得系统满足6级能效标准， 可调输出线补偿功能能使系统获得较好的负载调整率；在恒流模式，输出电流和功率可通过CS脚的电阻进行调节。该芯 片提供了极为全面的智能保护功能，包含逐周期过流保护、过压保护、开环保护、过温保护、输出短路保护和CS开/短路 保护等。 应用领域  开关电源适配器  电池充电器  机顶盒电源 输出特性 Vo ±5% 100% ±5% 60% 产品特征 Io  内置650V高雪崩能力智能功率MOSFET  内置高压启动电路，小于50mW空载损耗（230VAC）  采用准谐振与多模式技术提高效率，满足6级能效标准  全电压输入范围±5%的CC/CV精度  原边反馈可省光耦和TL431 VDD  恒压、恒流、输出线补偿外部可调 NC  无需额外补偿电容 FB SW  无音频噪声 CS SW  智能保护功能 封装/订购信息 SOP7 订购代码 GND 典型功率 封装  过温保护 (OTP)  VDD欠压&过压保护 (UVLO&OVP)  逐周期过流保护 (OCP) 注：最大输出功率是在环境温度 45°C 的密闭式应用情形  CS开/短路保护 (CS O/SP） 下测试。  开环保护 (OLP) 85~265VAC PN8368SSC-R1E SOP7 8W 典型应用 AC 85~265V VDD OTP Block www.chipown.com DC Output Snubber FB CC/CV control GND Cable comp SUPPLY &UVLO SW HV Startup PWM Switch &Gate Driver CS OCP 无锡芯朋微电子股份有限公司 PN8368 Rev. 2.0 1/11 Chipown PN8368 管脚定义 管脚名 管脚标号 管脚功能描述 VDD 1 工作电压输入引脚 NC 2 空脚 FB 3 CS 4 SW 5,6 GND 7 反馈引脚，辅助绕组电压通过电阻反 馈稳定输出 电流检测引脚 智能功率MOSFET Drain端引脚，跟变 压器初级相连 地电位 典型功率 产品型号 密闭式条件(1) 封装 85-265 VAC PN8368 SOP7 8W 备注： 1. 最大输出功率是在环境温度 45°C 的密闭式应用情形下测试。 功能框图 1 VDD Supply &UVLO HV Startup 5/6 SW GND 7 OVP FAULT 2ndOCP OLP& FBOVP CC Block Cable Comp FB OTP Logic 3 CV 2.5V EA Gate Driver Rg Sample CS QR www.chipown.com 无锡芯朋微电子股份有限公司 OCP 4 Rev. 2.0 2/11 Chipown PN8368 极限工作范围 VDD 脚耐压……………….……………………-0.3~40V 存储温度范围………………………....…. ….-55~150°C CS 脚耐压…………………...…….…………-0.3~5.5V 管脚焊接温度（10秒）……………..……………...260°C FB 脚耐压(IFB≤10mA)…………………...…….…-1~5.5V 封装热阻 θJC（SOP7）…..................………………40°C /W SW 脚耐压………………………...…….…..…. -0.3~650V 人体模式 ESD 能力(1)（HBM）……..…...….……... ±3kV 结工作温度范围……….…..….…..…...….….-40~150°C 漏极脉冲电流（Tpulse=100us）………….…….…..…..…2A 备注：1. 产品委托第三方严格按照芯片级ESD标准(ESDA/JEDEC JS-001-2014)中的测试方式和流程进行测试。 电气特性 (TA = 25°C, VDD = 21 V, 除非另有说明) 参数 符号 条件 最小值 典型值 最大值 单位 650 700 V 4.5 Ω 功率部分 功率管耐压 BVDSS ISW =250uA, TJ = 25°C 功率管导通电阻 RDS(on) ISW = 0.8A , TJ = 25°C IOFF Vsw =500V, TJ = 25°C 关态漏电流 启动电压 VSW_START 30 VDD=VDDon - 1V 50 100 30 uA V VDD电压部分 工作电压范围 VDD 10 30 V VDD启动阈值电压 VDDon 14.5 16.5 18.5 V VDD欠压保护阈值电压 VDDoff 7.5 9 9.5 V VDD过压保护电压 VDDovp 30 34 38 V -3.0 -2.0 -1.0 mA 0.1 0.5 0.8 mA VDD电流部分 启动管对VDD充电电流 IDD_CH 开关工作时芯片电流 IDD 保护状态时芯片电流 IDD_FAULT VDD=VDDon–0.5V, Vsw=100V VDD = VDDon+1V VDD＝15V after fault 0.5 mA CS电流检测部分 过流检测阈值电压 最大过流检测阈值电压 VTH_OC 485 500 515 mV VTH_OC_MAX 550 mV Vcs_min 170 mV 前沿消隐时间 TLEB 300 ns 最大开启时间 Tonmax 过流延时时间 TD_OC 最小CS检测阈值电压 35 40 50 100 us ns FB电压检测部分 反馈基准电压 VREF_CV 2.455 2.475 2.510 V 输出过压保护阈值电压 VFBOVP 2.85 3 3.15 V 输出欠压保护阈值电压 VUVP 最大线电阻补偿电流 Icable 最小关断时间 Toffmin www.chipown.com 1.55 VFB=0V 25 V 28 31 5 无锡芯朋微电子股份有限公司 uA us Rev. 2.0 3/11 Chipown PN8368 参数 符号 最大关断时间 Toffmax 输出欠压保护屏蔽时间 TUVP 条件 最小值 典型值 最大值 2.2 开关频率50kHz 单位 ms 40 64 ms 过温保护部分 过温保护温度 TSD 过温保护回差 THYST www.chipown.com 135 无锡芯朋微电子股份有限公司 150 °C 30 °C Rev. 2.0 4/11 Chipown PN8368 特性曲线 12 800 10 RDS(ON) (Ω) BVDSS (V) 850 750 700 6 4 650 600 -50 8 -25 0 25 50 75 100 Junction Temperture(℃) 125 2 -50 150 -25 19 11 18 10 17 16 15 100 125 150 100 125 150 9 8 -25 0 25 50 75 100 125 6 -50 150 -25 0 25 50 75 Junction Temperture(℃) Junction Temperture(℃) (c) VDDON VS Tj (d) VDDOFF VS Tj 32 2.60 30 2.55 28 26 2.50 2.45 2.40 24 22 -50 150 7 VREF_CV (V) Icable (uA) 14 -50 125 (b) RDS(ON) VS Tj VDDOFF (V) VDDON (V) (a) BVDSS VS Tj 0 25 50 75 100 Junction Temperture(℃) -25 0 25 50 75 100 125 150 Junction Temperture(℃) 2.35 -50 -25 0 25 50 75 Junction Temperture(℃) (e) Icable VS Tj (f) VREF_CV VS Tj VDDOVP (V) 40 38 36 34 32 30 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 Junction Temperture(℃) (g) VDDOVP VS Tj www.chipown.com 无锡芯朋微电子股份有限公司 Rev. 2.0 5/11 Chipown PN8368 功能描述 PN8368是一款高性能的原边反馈控制器。 3. CV 工作模式 在CV工作状态，PN8368使用脉冲采样VFB 电 PN8368工作在原边检测和调整模式，可省略系统 的光耦和TL431。PN8368拥有恒压恒流控制环路， 压，并保持到下个采样点。将采样的电压和VREF_CV 可以实现高精度的恒压、恒流输出，以满足大部 基准比较，并放大误差。这个误差值代表负载情况， 分充电器和适配器需求。PN8368内置高压启动电 通过控制开关信号，调节输出电压，使得输出恒定。 路和极低的芯片功耗使得系统能够满足较高的待 输出电压Vo和VREF_CV的关系为 机功耗标准。 Vo  (VREF _ CV  1. 高压启动控制 在启动阶段，采用高压启动技术，芯片启动前 （3） 其中， N S 和 N AUX 分别为次级绕组和辅助 2mA电流源为内部偏置电路供电并给外部VDD电 容充电，快速启动。当VDD电压达到VDDon，芯片 N R1  R 2 ) S R2 N AUX 绕组的圈数。 开始工作的同时高压启动电路关断；只要VDD电 在重载条件，芯片工作在PFM_QR模式，Ipeak 压不低于VDDoff，芯片维持正常工作。启动后，偏 不变，工作频率随输出电流减小而减小；当频率减 置电路通过辅助源供电，同时启动电路只有一路极 小到25kHz左右，芯片进入PWM_QR模式，频率调 小的电流，实现低损耗。 制变得非常缓慢，Ipeak随输出电流减小而减小， 该模式可以避免音频噪音，同时有利于提升25%带 2. CC 工作模式 载效率；当芯片Vcs调制到170mV，芯片进入空载 在CC工作状态，PN8368采样FB引脚的信号 （由辅助绕组信号通过电阻分压），辅助绕组信号 模式（Standby模式），Ipeak不变，工作频率随输 出电流减小而减小，波形如图2所示。 FSW(kHz) 脉宽决定振荡频率。输出电压越高，脉宽越小，同 时振荡频率越高，这样可获得恒定的输出电流。 非连续模式的电流工作波形如图1所示。在 PFM_QR Mode PFM Mode PWM_QR Mode MOSFET导通（Ton）期间，原边电流Ipri上升。当 MOSFET关闭时，变压器原边的能量会传递到次 Standby Mode 级，次级电流最大值为 0 Vcs(mV) I sec_ pk  I pri_ pk  N ps Iout(A) （1） PFM_QR Mode 500 PWM_QR Mode 输出电流值为 PFM Mode 170 I sec_ pk Tdemag 1 V Tdemag （2） IO    N PS CS 2 TP 2 Rsense TP 当TP=2×Tdemag，且VCS恒定时，输出电流IO 是恒定值，因此可以得到恒流输出。 Standby Mode 0 Iout(A) 图2. 工作频率、Vcs和负载关系 4. 电流检测和前沿消隐 PN8368提供逐周期电流检测功能。芯片通过 Ipri_pk CS引脚的电阻检测功率管电流，CC模式设置点和 Ipri 最大输出功率都通过外部调整CS引脚上的电阻实 Isec_pk 现。功率管开通瞬间会产生尖峰电压，内部前沿消 Io Isec 隐电路可防止误触发而不需要额外的RC滤波电 Tdemag Ton Tp 路。 图1. DCM电流工作波形 www.chipown.com 无锡芯朋微电子股份有限公司 Rev. 2.0 6/11 Chipown PN8368 5. 可编程线缆补偿功能 7. 保护控制 线缆补偿模块通过 FB引脚输出一路补偿电 PN8368含有丰富的保护功能，包括：逐周期过 流，流入分压电阻，如图3所示，改变电压反馈值， 流保护、过压保护、过温保护、开环保护、输出短 可以使输出线损压降得到补偿。当负载从满载减小 路保护、CS电阻开/短路保护、VDD欠压锁定保护 到空载时，线损压降也同样减小。PN8368通过设 功能，并且这些保护具有自恢复模式。 置FB电阻的阻值可以调整线补偿的幅度。调整幅 度公式如下： Vcable I cable  ( R 2 // R1)  VO 2.5V （4） 由于受到芯片采样位置和系统其他器件的影 响，实际线补偿幅度小于理论计算值，但是趋势不 会改变。 PN8368 VINT Vaux R1 FB CC/CV Control VFB Vs Ns Is + Rw ΔV Io - Ic Vout Resr Naux R2 图3. 线补电流 6. 准谐振模式 PN8368包含一个独特的准谐振开关电路。 在CV工作状态下，这个电路检测每一个谐振周 期的谷底位置，让芯片每个开关周期都在谷底导 通。这个独特的电路可以减少系统的开关损耗。 同时，准谐振模式可以让芯片的开关频率在不同 的开关周期之间轻微的变化，提高EMI的裕量。 VDS PWM Ton Tdemag 图4. 准谐振模式 www.chipown.com 无锡芯朋微电子股份有限公司 Rev. 2.0 7/11 Chipown PN8368 典型应用电路 V+ GND 5V- R3 R1 VDD GND NC FB SW CS SW R2 N L EC1 C1 RCS PN8368 外围参数选择参考 为了获得更佳的 PN8368 系统性能，请务必遵守以下规则： 1. VDD 电容 EC1 应放置在距离 VDD 引脚和 GND 引脚最近的地方。 2. 建议供电二极管串联电阻 R3 以提升系统安规能力，推荐值 4.7ohm； 3. 建议 FB 脚并联 C1 以提升采样网络的抗干扰性，推荐值 47pF。 www.chipown.com 无锡芯朋微电子股份有限公司 Rev. 2.0 8/11 Chipown PN8368 封装信息 SOP7 封装外形及尺寸 尺寸 符号 最小值 尺寸 最大值 符号 最小值 最大值 (mm) (mm) (mm) (mm) A 1.350 1.750 E 5.800 6.200 A1 0.100 0.250 E1 3.800 4.000 A2 1.350 1.550 e b 0.330 0.510 L 0.400 0.800 c 0.170 0.250 θ 0° 8° D 4.700 5.100 表层丝印 1.27(BSC) 封装 PN PN8368 SOP7 YWWXXXXX 备注：Y：年份代码； WW：周代码； XXXXX：内部代码 备注: 1. 此制图可以不经通知进行调整； 2. 器件本体尺寸不含模具飞边。 www.chipown.com 无锡芯朋微电子股份有限公司 Rev. 2.0 9/11 Chipown PN8368 编带及卷轴信息 SOP7 Package A T T1 H ØC ØD d A0 B0 K0 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 330 2.6 12.4 100 12.00 17.70 1.9 6.40 5.4 2.1 ±1.0 +1/-0 +1/-0 ±0.5 +0.5/-0.2 ±0.40 ±0.40 ±0.1 ±0.1 ±0.1 W F E1 P0 P1 P2 ØD0 ØD1 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 12.00 5.50 1.75 4.00 8.0 2.0 1.5 1.55 ±0.3 ±0.1 ±0.10 ±0.10 ±0.1 ±0.05 +0.1/-0 +0.25/-0 Pin 1 Quadrant UL 备注： 1. 此制图可以不经通知进行调整; 2. 所有尺寸是毫米公制的标称值； 3. 此制图并非按严格比例，且仅供参考。客户可联系芯朋销售代表获得更多细节； 4. 此处举例仅供参考。 www.chipown.com 无锡芯朋微电子股份有限公司 Rev. 2.0 10/11 Chipown PN8368 重要声明 无锡芯朋微电子股份有限公司保留更改规格的权利，恕不另行通知。无锡芯朋微电子股份有限公司对任 何将其产品用于特殊目的的行为不承担任何责任，无锡芯朋微电子股份有限公司没有为用于特定目的产 品提供使用和应用支持的义务。无锡芯朋微电子股份有限公司不会转让其专利许可以及任何其他的相关 许可权利。 www.chipown.com 无锡芯朋微电子股份有限公司 Rev. 2.0 11/11