CR6853B

CR6853B 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 主要特点  低成本、PWM&PFM&CRM (周期复位  模式)控制 在输入90V~264V的宽电压下可实现恒 定最大输出功率  低启动电流 (约3μA)  GATE引脚驱动输出高电平钳位18.0V  低工作电流 (约1.2mA)  VDD引脚过压保护34.0V  电流模式控制  欠压锁定(UVLO)、周期电流限制、短  内置同步斜坡补偿  低EMI技术  具有自动恢复的保护功能  PWM频率外部可调  高压BiCMOS工艺  轻载工作无音频噪音  SOT23-6L，SOP-8L ，DIP-8L 无铅封  内置前沿消隐 路保护、过载保护等保护功能 装 应用  AC/DC电源适配器  备用开关电源  电池充电器  机顶盒开关电源  开放式电源  LED照明电源 概述 CR6853B 是一款高集成度，低功耗的电流模 PWM 控制芯片，该芯片适用于离线式 AC-DC 反激拓扑的小功率电源模块。芯片可以通过外接电阻改变工作频率；在轻载和无负 载情况下自动进入 PFM 和 CRM，这样可以有效减小电源模块的待机功耗，达到绿色节能的 目的。CR6853B 具有很低的启动电流，因此可以采用一个 2 兆欧姆的启动电阻。为了提高 系统的稳定性，防止次谐波振荡，CR6853B 内置了同步斜坡补偿电路；而动态峰值限制电 路减小了在宽电压输入(90V~264V)时最大输出功率的变化；内置的前沿消隐电路可以消除 开关管每次开启产生的干扰。CR6853B 内置了多种保护功能：过压保护 、逐周期峰值电流 限制、欠压锁定（可以用它实现短路和过流保护）以及输出驱动的高电平钳位在 18.0V 以下。 而驱动输出采用的图腾柱和软驱动有效降低了开关噪声。CR6853B 提供 SOT23-6L，SOP-8L 和 DIP-8L 无铅封装。 启达科技（香港）有限公司 V3.5 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 1/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B 管脚排列图 DIP-8L SOP-8L SOT23-6L 引脚描述 名称 GND 描述 芯片地 FB 输出电压反馈输入脚。引脚的输出电流可以控制PWM的工作周期、短路保护 和过载保护 RI 用来调节PWM开关频率。通过改变该脚和地之间的电阻实现 SEN 原边电流检测脚，通过检测SEN电阻上的电压检测流过功率管的电流大小，通 过该脚可以调节最大输出功率 VDD 芯片供电电源 GATE 图腾柱输出驱动外围功率管 典型应用 启达科技（香港）有限公司 V3.5 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 2/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B 结构图 内部电路结构简图 极限参数 符号 参数 值 单位 VDD 工作电压 40 V IOVP VDD过电压时最大输入电流 20 mA VFB FB引脚工作电压 -0.3 to 6V V VSEN SENSE引脚工作电压 -0.3 to 6V V 功率消耗 300 mW ESD能力-人体模式 2000 V ESD能力-机械模式 200 V 2秒 SOT23-6L 220 ℃ 10秒 DIP-8L 260 ℃ 10秒 SOP-8L 230 ℃ -55 to + 150 ℃ PD ESD TL 焊接温度 TSTG 储存温度范围 推荐工作环境 符号 参数 单位 VDD VDD 电源电压 10~30 V RI RI 引脚电阻值 100 kohm TOA 工作环境温度 -20~85 ℃ PO 最大输出功率 0~60 W 30~150 kHz FPWM PWM频率 启达科技（香港）有限公司 V3.5 最小~最大 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 3/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B 电气特性 Ta=25°C （除了另作说明）, VDD = 16V 符号 参数 环境 最小 典型 最大 单位 3.0 20.0 μA 电源电压(VDD Pin) IST ISS 启动电流 工作电流 VFB=0V 3.0 mA VFB=3V 1.2 mA VFB=Open 0.8 mA VDDON 开启电压 13.0 14.0 15.0 V VDDOFF 关闭电压 7.8 8.8 9.8 V VDDCLAMP VDDAIS IVDD=10mA VDD 引脚钳位电压 Anti Intermission Surge VDD 电压 34.0 V 9.4 V 电压反馈 (FB Pin) IFB 短路电压 VFB=0V 0.7 mA VFB 开路电压 VFB=Open 4.8 V 零占空系数，FB 电流 0.59 mA IPFM 进入 PFM，FB 电流 0.50 mA ICRM 进入 CRM，FB 电流 0.55 mA VPFM 进入 PFM，FB 电压 1.80 V VCRM 进入 CRM，FB 电压 1.40 V IOLP&SCP 进入 OLP 和 SCP，FB 电流 170 μA VOLP&SCP 进入 OLP 和 SCP，FB 电压 3.7 V TOLP&SCP OLP 和 SCP 延迟时间 IFB_OD RI=100K 33 35 50 ms 0.80 0.75 V 1.05 0.95 V 电感（SEN Pin） VTH_L VTH_H 峰值限制低端电压 （Dmin=0%） 峰值限制高端电压 （Dmax=78%） TPD 系统输出延迟 RCS SENSE 端输入阻抗 TLEB 前沿消隐时间（LEB） RI=100K， FB=3.3V RI=100K， FB=3.3V FB=3.3V RI=100K 75 ns 40 kohm 300 ns 振荡器(RI Pin) FOSC PWM 工作时频率 RI=100Kohm FPFM PFM 工作最低频率 RI=100Kohm 22 kHz DCMAX_W 最大占空比 RI=100Kohm 78 % DCMAX_F 最大占空比 RI=100Kohm 78 -30-100℃ 5 % 300 ns ΔFTEMP 频率温度稳定 TBLANK 前沿消隐时间 FJITTER 频率抖动 RI=100Kohm 启达科技（香港）有限公司 V3.5 60 -4 65 70 4 kHz % 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 4/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B 门驱动输出(GATE Pin) VOL GATE 输出低电平 VOH GATE 输出高电平 TR1 上升时间 1 VDD=16V, IO=20mA VDD=16V, IO=20mA CL=500pF TF1 下降时间 1 TR2 0.8 10 V V 123 ns CL=500pF 71 ns 上升时间 2 CL=1000pF 248 ns TF2 下降时间 2 CL=1000pF 116 ns TR3 上升时间 3 CL=1500pF 343 ns TF3 下降时间 3 CL=1500pF 153 ns TR4 上升时间 4 CL=2000pF 508 ns TF4 下降时间 4 CL=2000pF 209 ns 输出钳位电压 VDD=20V 18.0 V 低电磁干扰频率 RI=100Kohm 65 kHz 调频范围/基频 RI=100Kohm VGCLAMP 低电磁干扰技术 fEMI Δf_osc 启达科技（香港）有限公司 V3.5 -3 3 % 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 5/14 CR6853B 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 工作描述 电流模式 电流模式控制比电压模式控制多了一个电流反馈环。当初级线圈上的电流在采样电阻 RSENSE 上的电压达到电压环的输出误差电压时,锁存器复位,功率管截止。这样逐个检测和调 节电流脉冲就可以达到控制输出电压的目的。电流反馈具有良好的线性调整率和快速的输入 输出动态响应；消除了输出滤波电感带来的极点,使系统由二阶降为一阶,频响特性好,稳定幅 度大,同时还优化了过载保护和短路保护。 启动电流和欠压锁定 CR6853B的启动电流很小，因此在不增加启动时间的基础上，一个更大的启动电阻可以 采用；对于一个宽输入电压(90V~264V)的AC-DC适配器，一个2 MΩ，1/8 W 的启动电阻和 一个10μF/25V VDD 电容器可以采用。 CR6853B的启动/关闭电压被设定在14V/8.8V。启动时，VDD电容器必须通过启动电阻 充电高于14V，关闭时，VDD电容上的电压必须低于8.8V。这5.2V的迟滞电压有效地保证了 芯片能够正常启动。 内部偏置电流和工作频率 RI引脚和GND引脚之间的电阻决定了内部偏置电流的大小，而内部振荡器利用该电流 对固定电容充放电产生振荡信号。所以增加电阻可以减小偏置电流，同时降低开关频率。 RI 和PWM开关频率的关系如下： FOSC  6700 (kHz ) RI ( K) 例如，一个 100kΩ 的电阻可以产生一个 20μA 的偏置电流和一个65K的PWM开关频率； CR6853B的建议工作频率范围是50KHz到150KHz之间。 绿色节能 对一个小功率反激电源而言，主要的损耗包括传导损耗、开关损耗和控制芯片的损耗， 而这些损耗都和开关频率有关。所以在轻负载或则无负载时，通过降低PWM工作频率，可 以有效的减小反激电源的待机功耗。为了实现符合标准的待机功耗，CR6853B采用了PWM， PFM 和CRM相结合的控制方法：在中等负载或重载时，CR6853B工作在PWM方式，频率 为65kHz(RI外接100K电阻时) ；通过修改脉冲宽度，CR6853B可以控制输出电压。当负载逐 渐减小时，FB端反馈电流增加。当反馈电流超过0.5mA时，内部模式控制器进入PFM和PWM。 振荡器的工作频率逐渐降低，当反馈电流超过0.55mA时，振荡器的工作频率保持不变，最 后稳定在22kHz附近。为了进一步降低待机功耗，CR6853B引入一种周期复位技术，当FB端 启达科技（香港）有限公司 V3.5 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 6/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B 的反馈电流大于0.59mA时，内部逻辑电路在PWM的下降沿对寄存器复位，在PWM上升沿通 过检测输出电压值对寄存器置位。因此内部振荡器频率保持不变，逻辑电路将会复位一些脉 冲以至于在输出GATE的实际频率降低。 CR6853B Green-Power Functio 同步斜坡补偿 虽然电流模式控制比起普通的电压模式控制具有很多优点，但是，同时存在着峰值感应 电流模式转换器的缺点。特别是当PWM占空比大于50 %,整个控制环路可能变得不稳定,抗干 扰性能变差。CR6853B在每一个开关周期里引入一个同步的斜坡补偿可以提高系统的稳定 性，防止电压毛刺产生的次谐波振荡。但是，过大的斜坡补偿会影响电路在高电压时的正常 工作，所以CR6853B中： VSLOP  0.33  DUTY  0.4389  DUTY DUTYMAX 动态峰值限制 流经功率管的电流在 RSENSE 上产生一个电压 VSENSE ，当该电压达到内部设定值 VTH， 寄存器复位、GATE 关断，所以通过调节 RSENSE 的大小，可以调整电源的最大输出功率。由 于宽电压输入时，受系统延时的影响，高压时输出的最大功率更大，为了减小该差异， CR6853B 中设计了一个动态峰值限制电路，它通过在 0.65V~0.85V 之间动态调节 VTH 的电 压以减小高低压输出最大功率的差异。 启达科技（香港）有限公司 V3.5 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 7/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B Vsense 1.10 1.05 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 Duty Cycle 0.65 0% 10%20%30%40%50%60%70%80%90% 短路保护和过载保护 为了防止过载或者短路条件下的电路损坏，CR6853B 提供了一个较好的短路和过载保 护功能。当短路或过载发生在输出结束的时候，反馈周期将会增加反馈引脚的电压。当电压 超过 3.7V 或反馈电流在 170uA 以下，内部探测电路将会发出一个信号去关闭门以及下拉电 源电压，之后电路重启。为了避免当电路重启时的错误操作，延迟时间被设定。当 RI 的电 阻是 100Kohm 时，延迟时间 TOLP&SCP 在 33mS 和 50mS 之间。RI 和 TOLP&SCP 之间的关系可 以用下面的公式来表示。 RI  2 RI  3 (mS )  TOLP & SCP  (mS ) 3 6  10 6  10 3 防间歇性脉冲 在供电时，负载突然变小，将出现由系统延迟造成的两个现象。他们分别为输出电压超 标和间歇性脉冲。为了避免这两个现象的发生，CR6853B 里内置了防间歇性脉冲的系统。 负载减小时，反馈电流迅速增大。开关将会自动关闭一会儿。器件引脚的工作电压会逐渐 减小。当电压达到 9.4V 时，开关引脚将会再次打开，其频率为 22KHz。 前沿消隐(LEB) 开关管的每次开启不可避免带来开关毛刺，它通过 RSENSE 采样后，对内部逻辑电路带 来干扰，引起内部寄存器的误动作。为了消除开关毛刺的影响，CR6853B 中设计了 300nS 的前沿消隐电路，它可以代替传统的外接 RC 滤波电路，节省外围元件。 启达科技（香港）有限公司 V3.5 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 8/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B 过压保护 (OVP) 为了提高芯片的可靠性，保护芯片不会因过电压而损坏，CR6853B 中集成了 34V 的过 压保护电路，当 VDD 电压超过 34V 时，首先关闭输出开关，同时内部泄流电路开启。 输出驱动和软钳位 CR6853B 输出采用图腾柱结构驱动外围功率 MOS 管；为了减小驱动时的贯通电流，引 入了死区时间，如图：当一个 NMOS 关断后，另外一个 NMOS 才开启；同时，为了保护外 围的功率管不会发生栅击穿和钳位齐纳管的电流饱和，在输出上采用了软钳位技术。 低电磁干扰技术 CR6853B 引进了频率低电磁干扰技术。如下图，内部振荡器频率可自行调节。整个上 升周期包括 128 脉冲，抖动范围在-4%到+4%。因此这个功能可以使对电源模块的电磁干扰 降到最低。 Frequency(HZ) 70K 65K 60K Time Frequency low EMI 启达科技（香港）有限公司 V3.5 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 9/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B 特性曲线及波形 VDD=16V,RI=100kohm,TA=25℃ 除了另作说明。 Ivdd_start vs VDD Vth_OC( V ) vs Duty( %) 1.2 16 12 Vth_OC(V) Ivdd_start (A) 14 10 8 6 4 1.0 0.8 2 0 0.6 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 20 VDD (V) 80 Fosc (kHz) vs Temperature 1.8 68 1.6 67 Fosc (kHz) Ivdd_start (A) 60 Duty (%) Ivdd_start vs Temperature 1.4 1.2 1.0 66 65 64 63 0.8 62 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 -20 0 Temperature (C) 20 40 60 80 100 120 Temperature (C) UVLO_OFF vs Temperature UVLO_ON vs Temperature 14.1 9.0 14.0 8.8 UVLO_ON (V) UVLO_OFF(V) 40 13.9 13.8 13.7 13.6 8.6 8.4 8.2 8.0 -20 0 20 40 60 80 100 120 -20 Temperature (C) 0 20 40 60 80 100 120 Temperature (C) Fosc (kHz) vs RI (kohm) 140 Fosc (kHz) 120 100 80 60 40 20 0 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 RI (kohm) 启达科技（香港）有限公司 V3.5 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 10/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B 封装尺寸 DIP-8L 符号 毫米 最小 典型 最大 A 3.60 3.80 4.00 A1 0.51 - - A2 3.20 3.30 3.40 A3 1.55 1.60 1.65 b 0.44 - 0.52 b1 0.43 0.46 0.49 B1 1.52REF c 0.25 - 0.29 c1 0.24 0.25 0.26 D 9.15 9.25 9.35 E1 6.25 6.35 6.45 e 2.54BSC eA 7.62REF eB 7.62 - 9.30 eC 0 - 0.84 L 3.00 - - 启达科技（香港）有限公司 V3.5 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 11/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B SOT23-6L 符号 毫米 最小 典型 最大 A - - 1.25 A1 0.04 - 0.10 A2 0.90 1.10 1.30 A3 0.55 0.65 0.75 b 0.38 - 0.48 b1 0.37 0.40 0.43 c 0.11 - 0.21 c1 0.10 0.13 0.16 D 2.72 2.92 3.12 E 2.60 2.80 3.00 E1 1.40 1.55 1.60 e 0.95BSC e1 1.90BSC L 0.30 - 0.60 θ˚ 0 - 8˚ 启达科技（香港）有限公司 V3.5 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 12/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B SOP-8L 符号 毫米 最小 典型 最大 A 1.35 - 1.75 A1 0.10 - 0.225 A2 1.30 1.40 1.50 A3 0.60 0.65 0.70 b 0.35 - 0.49 b1 0.38 0.41 0.44 c 0.20 - 0.24 c1 0.19 0.20 0.21 D 4.70 4.90 5.10 E 5.80 6.00 6.20 E1 3.70 3.90 4.10 e 1.27BSC h 0.25 - 0.50 L 0.4 - 1.25 L1 θ˚ 1.05REF 0° - 启达科技（香港）有限公司 V3.5 8° 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 13/14 具有低 EMI 技术的低成本绿色节能 PWM 控制器 CR6853B 印章信息 产品 logo CR 6853T 产品型号 CR 系列产品 AABBCCC 内控编码 订购信息 产品型号 封装类型 包装材质 一管 一盒 一箱 CR6853B DIP-8L 管装 50 2000 20000 DIP-8L 封装产品最小订购量为 2000 片，即一盒的芯片数量。 印章信息 产品 logo CR 6853S 产品型号 CR 系列产品 AABBCCC 内控编码 订购信息 产品型号 封装类型 包装材质 一盘 一盒 一箱 CR6853B SOP-8L 编带 4000 - 40000/48000 SOP-8L 封装产品最小订购量为 40000/48000 片，即一箱的芯片数量。 印章信息 6853 ABB 内控编码 产品型号 订购信息 产品型号 封装类型 包装材质 一盘 一盒 一箱 CR6853B SOT23-6L 编带 3000 30000 120000 SOT23-6L封装产品最小订购量为30000片，即一盒的芯片数量。 启达科技（香港）有限公司 V3.5 成都启臣微电子股份有限公司 www.chiprail.com 14/14