pdf

将双开关正向主电源转换器及反激式待机电源转换器与高压功率MOSFET集成

  • 1星
  • 日期: 2018-09-05
  • 大小: 5.06MB
  • 所需积分:1分
  • 下载次数:0
  • favicon收藏
  • rep举报
  • 分享
  • free评论
标签: 电源转换器电源设计MOSFET

将双开关正向主电源转换器及反激式待机电源转换器与高压功率MOSFET集成。

文档内容节选

产品增强功能 提供可选择的132kHz主开关频率,可降低成本和减小磁芯尺寸 相比HiperTFS1,提高了主峰值功率 自偏置高压端驱动器省去了高压端偏置绕组和二极管 修改了封装引线形式和引脚布局,更便于插入和PCB布局 UVON待机阈值容差更为严格 改进了待机空载性能 主要优势 双管正激主电源66 kHz132 kHz和反激132 kHz待机电源的单 IC解决方案 集成度高,可缩小电源设计的外形尺寸并提高其功率密度, 同时减少元件数 集成了控制栅极驱动和三个功率MOSFET 电平位移技术省去了脉冲变压器 保护功能包括:输入欠压保护UV输入过压保护OV过热 保护OTP输出过压保护OVP待机过功率因数校正OPC 短路保护SCP和限流ILIMIT 变压器复位控制功能 可防止在任何条件下出现饱和 主占空比工作超过50,可减小RMS电流和降低输出二极管电 压额定值 在整个输入电压范围内,待机过载功率变化低于10 采用超薄封装,峰值输出功率最高可达586 W 满载时效率90 可通过夹片快速安装到散热器,无需隔热垫 无卤素......

产品增强功能 • 提供可选择的132kHz主开关频率,可降低成本和减小磁芯尺寸 • 相比HiperTFS-1,提高了主峰值功率 • 自偏置高压端驱动器省去了高压端偏置绕组和二极管 • 修改了封装引线形式和引脚布局,更便于插入和PCB布局 • UV(ON)待机阈值容差更为严格 • 改进了待机空载性能 主要优势 • 双管正激主电源(66 kHz/132 kHz)和反激(132 kHz)待机电源的单 IC解决方案 • 集成度高,可缩小电源设计的外形尺寸并提高其功率密度, 同时减少元件数 • 集成了控制、栅极驱动和三个功率MOSFET • 电平位移技术省去了脉冲变压器 • 保护功能包括:输入欠压保护(UV)、输入过压保护(OV)、过热 保护(OTP)、输出过压保护(OVP)、待机过功率因数校正(OPC)、 短路保护(SCP)和限流(ILIMIT) • 变压器复位控制功能 - 可防止在任何条件下出现饱和 • 主占空比工作超过50%,可减小RMS电流和降低输出二极管电 压额定值 • 在整个输入电压范围内,待机过载功率变化低于10% • 采用超薄封装,峰值输出功率最高可达586 W + • 满载时效率>90% • 可通过夹片快速安装到散热器,无需隔热垫 • 无卤素和符合RoHS 典型应用 • PC(80 PLUS®铜牌及80 PLUS银牌认证) • 打印机 • LCD电视机 • 视频游戏机 • 高功率适配器 • 工业电源及电器电源 输出功率表 产品t 3 TFS7701H TFS7702H TFS7703H TFS7704H TFS7705H TFS7706H TFS7707H TFS7708H 双管正激 380 V 反激式 100 V - 400 V 连续1 (50 °C) 148 W 190 W 229 W 251 W 269 W 298 W 322 W 343 W 峰值2 187 W 297 W 375 W 419 W 466 W 513 W 553 W 586 W 连续 (50 °C) 20 W 20 W 20 W 20 W 20 W 20 W 20 W 20 W 表 1. 输出功率表 注释: 1. 最大的实际连续输出功率是在规定的环境温度下,在有足够的散热 以维持散热片温度≤95ºC(详细信息请参见“主要应用指南”部分) 的敞开式设计中测量得到的。 2. 峰值负载小于10秒,平均功率小于最大连续负载。 3. 封装:eSIP-16F。(注:直接安装到散热片,无需隔热SIL垫)。 Main Output Standby Output RTN Standby Flyback Transformer * * * * EN FB eSIP-16F(H封装) 图 2. 封装选项 Two-Switch Forward Transformer HiperTFS-2 VDDH HD t f i h S l e v e L , s r e v i r D e t a G , l o r t n o C G S HS D DSB BP R L FB EN DC Input (VDC) FB EN 图 1. 双管正激与反激转换器电路原理图 *Simpli(cid:31)ed feedback circuit PI-7078-082213 目录 说明 .............................................................................................................................................................................. 3 产品特色 ....................................................................................................................................................................... 3 引脚功能描述 ................................................................................................................................................................. 5 引脚配置 .................................................................................................................................................................. 5 功能结构图 ...........................................................................................................................................................6-7 功能描述 ....................................................................................................................................................................... 8 设计、装配和布局注意事项 ........................................................................................................................................... 14 布局注意事项 ............................................................................................................................................................... 17 变压器次级和输出二极管 ............................................................................................................................................. 21 主转换器典型波形 ........................................................................................................................................................ 22 快速设计校验 ............................................................................................................................................................... 23 设计范例 ...................................................................................................................................................................... 25 绝对最大额定值 ........................................................................................................................................................... 27 参数表 ................................................................................................................................................................... 27 封装详情 ..................................................................................................................................................................... 34 元件订购信息 ............................................................................................................................................................... 41 元件标识信息 .............................................................................................................................................................. 41 2 说明 HiperTFS-2系列器件同时将高功率双管正激转换器和中功率反 激(待机)转换器集成到单个超薄eSIP™功率封装。该单芯片 解决方案提供了双管正激转换器和反激转换器控制器、高压端 和低压端驱动器、所有三个高压功率MOSFET,省去了转换器 所需的高成本外部脉冲变压器。该器件非常适合同时需要最高 功率为586 W(峰值)的主电源转换器(双管正激)和最高功率 为20 W的待机电源转换器(反激)的高功率应用。HiperTFS-2器 件具备Power Integrations的整套标准保护功能,例如集成软启 动、故障及过载保护、迟滞热关断等。HiperTFS-2采用先进的 功率封装技术,可简化双管正激拓扑结构、安装及散热管理的 复杂程度,同时在单个紧凑封装中具有极高的功率能力。该器 件可在宽输入电压范围内工作,并且可用于HiperPFS等功率因 数校正级之后。 双管正激电源转换器通常用于要求采用成本效益的转换器的应 用,该转换器不但应效率高、快速瞬态响应,而且对输入电压 波动抑制效果好。HiperTFS-2器件中集成的双管正激控制器允 许以远远超过50%的占空比进行工作,因此对传统的拓扑结构 做了很大改进。这一改进可降低RMS电流导通损耗,同时又能 缩减大容量电容的尺寸和成本,以及降低输出二极管电压额 定值。更高级的设计还可采用变压器磁通复位控制(饱和保护) 和高压端MOSFET充电恢复开关,以进一步降低开关损耗。 通过这种创新组合可设计出效率极高的电源,同时只需使用更小 的MOSFET、更少的无源及分离元件以及更小的低成本变压器。 HiperTFS-2的反激式待机控制器和MOSFET解决方案基于非常流 行的TinySwitch™技术,该项技术因其工作方式简单、轻载效率 高且性能可靠而在数十亿的电源转换器IC中被广泛采用。该反 激转换器可提供高达20 W的输出功率,且其内置过载功率补偿 可降低元件设计裕量。 产品特色 受保护的双管正激与反激组合解决方案 • 集成了三个高电压功率MOSFET、主控制器和待机控制器以 及栅极驱动器 • 电平位移技术省去了脉冲变压器 • 可编程输入欠压(UV)检测可防止关机时输出的不良波动 • 可编程输入过压(OV)检测;锁存和非锁存 • 精确的迟滞热关断保护(OTP) • 精确、可选择的逐周期电流限流(主电源和待机电源) • 提供线电压补偿的待机MOSFET电流限流,以实现待机过 功率补偿(OPC) • 完全集成的软启动电路降低了器件的启动应力 • 简单快速的AC复位 • 降低EMI • 同步的66/132 kHz正激和132 kHz反激转换器 • 频率抖动 • 可省去多达30个分立元件,从而提高系统可靠性并降低成本 非对称双管正激降低了损耗 • 允许以>50%的占空比工作 • 降低初级侧RMS电流和导通损耗 • 缩减大容量电容的尺寸和成本 • 允许更小的电容或更长的维持时间 • 允许使用较低压的输出二极管以提高效率 • 变压器复位控制 • 防止变压器在任何条件下出现饱和 • 增大占空比以满足AC周期电压跌落穿越 • 占空比软启动 • 具有大容量输出电容,满足2 ms ~ 20 ms启动 • 自偏置高压端驱动器省去了高压端偏置绕组(66 kHz) • 远程ON/OFF功能 • 具有电流限流的电压模式控制器 20 W反激式电源,具有可选功率限制 • 基于TinySwitch-III的转换器 • 可选功率限制(10 W、12.5 W、15 W和20 W) • 内置过载功率补偿(OPC) • 单一的过载功率与输入电压变化关系 • 在过载条件下降低元件应力 • 减小变压器和输出二极管所需的设计裕量 • 带快速AC复位的输出过压保护(OVP) • 锁存、非锁存或自动重启动 • 带自动重启动的输出短路保护(SCP) 用于高功率应用的高级封装 • 采用超薄封装,峰值输出功率可达586 W • 可通过夹片快速安装到散热片 • 可直接连接到散热片,无需隔热垫 • 热阻比TO-220更小 • 散热块连接到地电位以降低EMI • 采用两排引线结构,便于插入PCB • 将两个电源转换器置于单一封装内,可降低装配成本和布板 尺寸 3 特性 额定占空比 最大占空比 开关电流(RMS) 输出箝位二极管电压额定值 箝位电压 热关断 电流检测电阻 高压端驱动 元件数目 TinySwitch过载功率补偿与输入 电压的变化关系 典型双管正激 HiperTFS-2 HiperTFS-2的优势 33% <50% 100% 100% 将二极管电压从零复位 至VIN --- 0.5 V压降 (0.33 W [300 W时]) 需要栅极驱动变压器 (成本高) 较高 --- 45% 63% 83% 79% 从零复位至 (VIN + 130 V) 118 °C热关断/ 55 °C迟滞 更宽的占空比,将RMS开关电流降低17%。 RDS(ON)损耗降低31% 损耗更低。更宽的DMAX可降低箝位二极管的电压额定 值,降低幅度为VO + VD/DMAX 利用快/慢速二极管组合,电荷恢复可限制高压端 MOSFET COSS损耗 HiperTFS-2具备集成的OTP器件保护功能 无检测电阻 提高了效率。MOSFET RDS(ON)检测省去了检测电阻 内置高压端驱动 成本更低;省去元件。省去高成本栅极驱动变压器 (EE10或环形磁芯) 较低 最多可省去30个元件,具体视规格而定。 内置补偿 设计更安全;更容易设计电源。可根据输入电源拉平 待机过载输出功率 封装PCB爬电距离 TO-220 = 1.17 mm eSIP16/12 = 2.3 mm HiperTFS-2封装引脚符合功能性安全间距要求 封装装配 2 × TO-220封装, 2 × SIL(隔热), 1个主控制器, 1个待机控制器 表 2. HiperTFS-2与其他典型高功率电源之间的差异汇总 1个封装 无需SIL(隔热)垫 4 引脚功能描述 主漏极(D)引脚 低压端MOSFET晶体管正激转换器的漏极。 待机漏极(DSB)引脚 待机电源MOSFET的漏极。 接地(G)引脚 该引脚为低压端控制器的基质提供信号电流路径。设计该引 脚,可实现到低压端控制器基质的独立单点(Kelvin)连接,从而 消除源极引脚高开关电流可能产生的感应电压。接地引脚不适 用于承载高电流,其仅用作电压参考连接。 源极(S)引脚 源极引脚是待机电源和主电源共同的引脚。 复位(R)引脚 该引脚可提供信息,用以限制与馈入线电压检测引脚和复位引脚 的电流成函数关系的最大占空比,防止主变压器出现逐周期饱 和。该引脚也可被拉高至旁路引脚,仅对主转换器进行远程信号 ON/OFF控制。 使能(EN)引脚 该引脚为待机控制器的使能和流限选择引脚。在启动之前, 会对连接在使能与旁路引脚之间的电阻值进行检测,以便从多 个内部待机流限值中选择其中一个。 线电压检测(L)引脚 该引脚提供输入体电压线电压检测功能。该信息被欠压和过压 检测电路同时用于主及待机转换器。该引脚也可被拉高至旁路 引脚,或被拉低至源极引脚,以同时对待机及主电源实施远程 ON/OFF控制。线电压检测引脚与复位引脚配合工作,执行占空 比限制功能。线电压检测引脚对待机流限值进行补偿,以拉平 与输入电压成函数关系的输出过载功率特性。 反馈(FB)引脚 该引脚为两个主晶体管正激转换器提供反馈。从反馈引脚至接 地线路吸电流的增大,将导致工作占空比降低。该引脚还选择 启动时主器件的流限值(工作方式类似于使能引脚)。 旁路(BP)引脚 这是低压端控制器的去耦工作电压引脚。启动时,连接到该引 脚的电容从内部的电流源进行充电。在正常工作情况下,通过 从待机电源上的低压端偏置绕组吸取电流来维持电容电压。该 引脚还可用于对主控制器执行远程ON/OFF控制。如果我们需要 导通主控制器,将额外电流驱动至旁路引脚即可实现。旁路引 脚还可执行锁存关断功能,以在旁路引脚电流超过阈值时禁止 待机和主控制器。当线电压检测引脚电压低于欠压(off)待机阈值 时,锁存即复位。旁路引脚电容值可用作选取66 kHz (1 mF)或 132 kHz (10 mF)主开关频率。 高压端工作电压(VDDH)引脚 这是高压端偏置(VDD)引脚,电压约为11.5 V。该电压通过来自内 部高压电流源的电流和/或来自低压端待机偏置电源的自举二极 管的电流来维持。 高压端源极(HS)引脚 高压端MOSFET的源极引脚。 高压端漏极(HD)引脚 高压端MOSFET的漏极引脚。该MOSFET随着低压端源极和接地 引脚而浮动。 H Package (eSIP-16F) Exposed Metal (On Edge) Internally Connected 1 3 D D S B 9 5 6 7 8 GSRE N 10 11 B P LF B D H D H S H S S 图 2. 引脚配置 16 H D 14 H S 13 V D D H Exposed Pad (Backside) Internally Connected to SOURCE Pin (see eSIP-16F Package Drawing) PI-6774-030713 5
更多简介内容

推荐帖子

保持电源系统中高效可靠的设计方案
DC-DC 转换器输入端的电容在保持转换器稳定性方面发挥着重要的作用,并有助于滤除输入端的电磁干扰(EMI)。DC-DC 转换器输出端的大电容则会给电源系统带来艰巨的挑战。DC-DC 转换器的许多下游负载需要电容才能正确工作。这些负载可以是脉冲式功率放大器或输入端需要电容的其它转换器。如果负载端的电容值超过直流电源系统设计能够处理的极限,电源系统的电流可能在启动和正常工作期间超出其最大额定值。电容
fish001 【模拟与混合信号】
为什么电流和磁传感器对TWS(真无线耳机)的设计至关重要?
      TWS(True Wireless Stereo,真无线耳机)正在耳机市场中快速崛起。现在,用户在使用流媒体设备时不必再为耳机线的缠绕问题而困扰了。真无线耳机是基于Bluetooth?的无线耳机,其左右通道被分离成独立又相互配对的两个个体。尽管这种创新设计使用户不再需要用线连接手机或其它设备,但这给耳机制造商带来了一系列新的设计挑战。   为了最大限度地延长电池寿命和电池运行时间,耳
Aguilera 【模拟与混合信号】
SRAM中的功耗来源
  在CMOS电路中,功耗的来源主要有两个方面 (1)静态功耗,即反向漏电流造成的功耗; (2)动态功耗,由电路作开关转换时进入过渡区由峰值电流引起的暂态功耗,以及负载电容和芯片内寄生电容的充放电电流引起的功耗。   SRAM的功耗包括动态功耗(数据读写时的功耗)和静态功耗(数据保持时的功耗)。图1 给出了一个用来分析SRAM功耗来源的结构模型,在这个模型中,将SRAM的功耗来源分成
是酒窝啊 工控电子
MSP430FR2000IRLLT的参考设计
提供一下MSP430FR2000IRLLT的参考设计或者是芯片的EVB之类的SCH,急着用,谢谢! 官网上的资料没有具体的这部分内容,比如适用于 MSP430FR2000、MSP430FR21x 和 MSP430FR23x MCU 的目标开发板 - 20 引脚 http://www.ti.com.cn/tool/cn/MSP-TS430PW20   可以在下面的文档内查看
Aguilera 【微控制器 MCU】
晶振问题的总结
      在电子行业有这样一个形象的比喻:如果把MCU比作电路的“大脑”,那么晶振毫无疑问就是“心脏”了。同样,电路对“晶体晶振”(以下均简称:“晶振”)的要求也如一个人对心脏的要求一样,最需要的就是稳定可靠。晶振在电路中的作用就是为系统提供基本的频率信号,如果晶振不工作,MCU就会停止导致整个电路都不能工作。然而很多工程师对晶振缺乏足够的重视和了解,而一旦出了问题却又表现的束手无策,缺乏解决问
fish001 【微控制器 MCU】
众说纷纭的 C 语言回调函数到底是什么鬼?这里有最好的解答!
众说纷纭的 C 语言回调函数到底是什么鬼?这里有最好的解答! 1. 什么是回调函数? 回调函数,光听名字就比普通函数要高大上一些,那到底什么是回调函数呢?恕我读得书少,没有在那本书上看到关于回调函数的定义。我在百度上搜了一下,发现众说纷纭,有很大一部分都是使用类似这么一个场景来说明:A君去B君店里买东西,恰好缺货,A君留下号码给B君,有货时通知A君。感觉这个让人更容易想到的是异步操
嵌入式人生呀 【ARM技术】

评论

登录/注册

意见反馈

求资源

回顶部

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版 版权声明

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
$(function(){ var appid = $(".select li a").data("channel"); $(".select li a").click(function(){ var appid = $(this).data("channel"); $('.select dt').html($(this).html()); $('#channel').val(appid); }) })