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帶輸入電壓前饋的準諧振反激芯片AP8265介紹

芯朋微電子 ? 來源:芯朋微電子 ? 2022-12-26 11:48 ? 次閱讀
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導讀

針對工業電源輔助電源的應用場景,芯朋微推出帶輸入電壓前饋的準諧振反激芯片AP8265,該芯片具有線電壓前饋補償功能以滿足寬輸入電壓范圍OCP點一致性要求,內部集成高性能運放支持原邊或副邊多種反饋控制方式,負載自適應準諧振控制降低全負載段功率管開通損耗等優勢,兼容*6565。

本期,芯朋微技術團隊為各位fans分享該芯片的六大亮點、三項關鍵技術、36W DEMO設計及測試數據。

01芯片介紹

芯片

六大亮點

324fff50-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

適用工業輔源:滿足JESD47L可靠性標準要求,為工業電源應用量身打造;

原副邊反饋: AP8265內置誤差放大器和基準電壓,既可以利用內置基準直接反饋輔助電源原邊繞組電壓,也可以通過光耦控制副邊繞組輸出電壓;

線電壓前饋:根據不同的輸入電壓自適應調節峰值電流限值,實現高低輸入電壓下帶載能力一致,特別適合輸入電壓范圍非常寬的輔助電源應用;

多工作模式:準諧振工作模式降低功率管溫升,輕載下的降頻工作模式保證全負載范圍的效率表現更優;

低功耗設計:極低的啟動電流降低啟動電阻功耗;

全面智能保護:具有逐周期過流保護、整流二極管短路保護、過負載保護、VDD電壓箝位保護、VDD欠壓保護等保護功能,可靠性更高。

關鍵技術一

負載自適應QR原理

AP8265利用COMP引腳電壓決定屏蔽時間TBLANK, TBLANK時間從功率管關斷時開始計時,計時時間內禁止功率管開通,當TBLANK計時結束后,利用DMG引腳檢測輔助繞組電壓實現谷底檢測,經過適當的延時后,使得外部功率管在DS電壓處于谷底時開通,從而減小開通損耗。

負載由滿載逐漸降低到輕載的過程中,COMP電壓逐漸下降。當COMP電壓仍大于3.2V時, TBLANK時間為3.5us,芯片工作在第一谷底;當COMP電壓下降到3.2V以下時,消隱時間逐漸增加至18us,谷底數增加,實現芯片降頻工作模式,可以減小輕載開關損耗,保證全負載范圍的效率最優表現。

poYBAGOpGg2AS3lPAACIUYwV_zg863.jpg

關鍵技術二

市電自適應過流閾值補償

QR反激變換器提供給負載的功率Po表達式為:

pYYBAGOpGh6AK2PuAAAKeRGk-vM260.jpg

Lp為變壓器原邊感量,Ip為原邊峰值電流,fs為開關頻率

當變換器采用固定過流閾值時,在高壓時開關頻率增大,導致高壓時提供的功率達到低壓時的兩倍以上。

AP8265內置線電壓補償功能,可以有效減小高低壓下功率差值過大,使系統提供的功率基本保持一致。 芯片通過分壓電阻采樣BULK電壓值連接到ACIN引腳,將引腳電壓值加入前饋補償電路模塊,進而對CS過流閾值電壓進行調節,從而保證不同輸入電壓下過流點的一致性。系統不需要線電壓前饋補償功能時可將ACIN引腳接地。

3290f438-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

有/無線電壓前饋帶載能力對比

32a10314-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

CS過流閾值電壓與VACIN關系曲線

關鍵技術三

支持原邊反饋和次邊反饋

AP8265內置了誤差放大器,誤差放大器電壓增益80dB, 帶寬1MHz,系統響應迅速,穩定性高。在原邊反饋應用中,通過直接或間接采樣輸出電壓值并與內部基準電壓VREF比較來調節輸出電壓的穩定;在次邊反饋應用中,利用TL431和光耦組成的反饋環路,將輸出電壓的反饋信息傳遞到初級側,實現副邊輸出電壓穩定。

32cdd4a2-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

02DEMO原理圖

輸入電壓:90Vac~264Vac
輸出規格:12V3A

效率:滿載效率87.28%(264Vac)

保護功能:Vdd 欠壓保護,Vdd鉗位保護,逐周期過流、過載保護,整流二極管短路保護,輸出短路保護等

32e6f644-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

03測試數據

3.1 轉換效率

3313ed98-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

3.2 系統過流點

335da370-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

3.3 工作模式

VIN=90Vac/60Hz,12V3A

336d1436-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

準諧振工作模式

VIN=90Vac/60Hz,12V1A

33e4120c-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

降頻工作模式

3.4 功率管應力測試

原邊功率MOS管

測試條件:VIN=264Vac, Vo=12V3A

340b9818-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

測試結果:Vds_MAX = 606 V

副邊整流二極管

測試條件:VIN=264Vac, Vo=12V3A

3426d3b2-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

測試結果:Vrr_MAX = 60.9 V

3.5 變壓器飽和測試

通過初級Ipeak波形判斷變壓器是否有飽和趨勢

變壓器參數:Np=56Ts, Lp_max=0.86mH,Ae=96mm2(RM10)

344a1610-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

VIN=90Vac/60Hz,12V3A IPRI_MAX=1.61A

BMAX=0.26Tesla

34d29a30-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

VIN=264Vac/60Hz,12V3A IPRI_MAX=0.91A

BMAX=0.15Tesla

3.6負載動態響應

頻率:100Hz;占空比:50%;電流斜率:0.25A/us;負載:10%-100%-10%

34ebaaa2-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

VIN=90Vac/60Hz

35056532-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

VIN=264Vac/50Hz

3.7 開機延遲時間

測試方法:AC輸入到輸出電壓建立的時間

判斷標準:通過,小于2s

358f7ad8-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

VIN=90Vac/60Hz,12V3A

35a6a488-84ce-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

VIN=264Vac/50Hz,12V3A

04EMC測試

EMI傳導、輻射滿足EN55032 Class B標準要求,裕量均大于6dB

ESD滿足IEC61000-4-2,8kV/15kV等級要求

EFT滿足IEC 61000-4-4: 2004,4kV等級要求

Surge滿足IEC 61000-4-5:2005,2kV等級要求

交流絕緣滿足3.75kVac要求

05應用要點

1.為了提升系統ESD能力,建議供電二極管串聯電阻,推薦值4.7Ω

2.建議DMG引腳串聯電阻提升引腳箝位能力,流過該引腳電流不超過3mA

3.光耦1腳串聯電阻影響環路直流增益,推薦值1kΩ-2kΩ

審核編輯:湯梓紅

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原文標題:【工業輔源】帶輸入電壓前饋的準諧振反激芯片AP8265

文章出處:【微信號:chipown,微信公眾號:芯朋微電子】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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