iw1710规格书中文版.pdf
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1、i iw w1 17 71 10 0 规规格格书书中中文文版版-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1IW1710IW1710 机翻中文版机翻中文版IW1710IW1710数字数字 PWMPWM 电流模式控制器,应用准谐工作模式电流模式控制器,应用准谐工作模式产品特点产品特点原边反馈简化了设计,并去除了光耦准谐振模式,提高的整体效率EZ-EMI 设计,轻松满足全球 EMI 标准高达 130 kHz 的开关频率,适用于小尺寸变压器极为严格的输出电压调节无需外部补偿元件符合 CEC/EPA 空载功耗和平均效率规定内置输出恒流控制与初级侧反馈低启动电流(典型值 10A)内
2、置软启动内置短路保护和输出过压保护可选的 AC 线路欠压/过电压保护轻负载时工作在 PFM 模式电流检测电阻短路保护过温保护说明说明2iW1710 是一款高性能的 AC/DC 电源控制器,它采用数字控制技术,打造峰值电流 PWM 模式反激式电源。iW1700 工作在准谐振模式,在重负载提供高效率,以及一些关键的内置保护功能,同时最大限度地减少了外部元件数量,简化了 EMI 设计,降低材料成本的总费用。iW1710 不再需要次级反馈电路,同时实现出色的线性和负载调节。它在去除了环路补偿元件的同时保证稳定的工作。脉冲波形分析使环路响应是比传统的解决方案快得多,从而提高了动态负载响应。内置电流限制功
3、能可优化变压器设计,通用的离线应用程序在很宽的输入电压范围。在轻负载时超低的工作电流和和待机功率,保证 iW1710 是新管理标准和平均效率应用的理想选择。应用应用典型应用电路引脚说明引脚说明3引脚12345678名称NCVVSDGNDIOUTPUTV类型-模拟输入模拟输入模拟输入地模拟输入输出电源输入说明悬空脚辅助电压检测(用于初级端调节)输入端电压平均值检测外部关断控制。通过一个电阻连接到地,如不使用见地初级电流检测(用于逐周期峰值电流控制和限制)外部 MOSFET 管栅极驱动。控制逻辑的电源和电压检测的上电复位电路。额定最大值额定最大值参数VCC 直流电压范围(PIN8 V)直流电源电流
4、(PIN8 V)MOSFET 栅极驱动(PIN7 OUTPUT)电压反馈(PIN2 V)输入端电压检测(PIN3 V)SD 输入(PIN4 SD)功耗 T25最高结温工作温度结到环境的热阻防静电等级闩锁测试符号VIPTT数值18201841818526125-651501602000100单位VmAVVVVmW/WVmA4电气特性电气特性VCC=12V-40至 855典型性能特性典型性能特性功能框图功能框图6工作原理工作原理iW1710 采用了专有的初级侧控制技术,去除了光耦反馈和传统设计所需的二次调节电路的数字控制器。使AC/DC 适配器的低成本得以降低。在高负载时 iW1710 采用临界连
5、续导电模式(CDCM)和脉冲宽度调制(PWM)模式,在轻负载时切换到脉冲频率调制(PFM)模式,使功耗降至最低,以满足规范。此外,iWatt 公司的数字化控制技术,实现了快速的动态响应,严格的输出调节,以及初级侧控制,多项保护电路功能。参照图中,基于所述线路电压和输出电压的反馈信号,数字逻辑模块产生的导通和关断的信号控制开关,并以此来动态地控制外部7MOSFET 的电流。系统环路通过数字误差放大器内部补偿。充足系统的相位和增益裕度是由设计保证,且不需要外部模拟组件的环路补偿。iW1710 采用了先进的数字化 控制算法,以减少系统设计时间,提高可靠性。此外,iW1710 能精确控制的次级电流,且
6、无需任何次级侧检测电路。内置的保护功能包括过压保护(OVP),输出短路保护(SCP)和软启动,交流线路欠压保护,过电流保护,和ISENSE 故障保护。如果它检测到它的任何检测引脚被打开或短路也iW1710 自动关闭。iWatt 公司的数字化控制方案,专为满足电源转换设计所面临的挑战和权衡。这项创新技术非常适用于新法规对于节能模式要求的实用设计,如最低的成本,最小的尺寸和性能最高的输出控制。引脚说明引脚说明PIN2 VSENSE从辅助绕组感应信号输入。用于调节次级输出电压的反馈电路。Pin3 VIN通过分压电阻从整流线路获取输入端电压信号,用于输入欠压和过压保护。及在启动时给 IC 供电。Pin
7、4 SD外部关断控制。如果不使用关断控制,该引脚通过一个电阻连接到GND。(详见)8Pin5 GND地Pin6 ISENSE初级电流检测。用于周期峰值电流循环的控制。Pin7 OUTPUTMOSFET 栅极外部开关驱动。Pin8 VCCIC 电源,当电压到 12V 时 IC 启动,低于 6V 时 IC 关机。去耦电容应连接在 VCC和 GND。开机开机在启动之前 VIN引脚可通过 VIN和 VCC之间的二极管给 VCC电容充电(见图)。当 VCC完成充电且电压高于启动阈值时 VCC(ST),激活逻辑控制,打开 VIN的 ENABLE 开关以及数模转换器,检测输入电压。一旦VIN 引脚的电压高于
8、 VINSTLOW,iW1710 启用软启动功能。一种在启动状态的自适应的软启动控制算法。在启动时,初始输出脉冲将从小逐渐变大,直至完全脉冲宽度。峰值电流的限制由电流峰值比较器(IPEAK)逐周期检测控制。如果在任何时间 VCC电压低于 VCC(UVL)阈值,则所有的数字逻辑复位。此时的 VIN 开关关断,使得 VCC电容可以充电,重新达到启动阈9值。了解主反馈了解主反馈图显示了一个简化的反激式转换器。当开关Q1 导通(TON),能量 Eg(t)被存储在电感 LM中.整流二极管 D1 被反向偏置,电流 IO通过次级电容 CO给负载供电。当 Q1 断开时,D1 导通,存储的能量 Eg(t)传递到
9、输出端。10为了精准地调节输出电压,需要非常精确检测到输出电压和负载电流。在 DCM 模式的反激转换器中,该信息可以通过辅助绕组来获取。在 Q1 导通期间,负载电流由输出滤波电容器 CO供给。假设 Q1两端的电压降为零,LM两端的电压 VG(t)以及 Q1 的电流的上升斜率为:在导通时间结束时,电流上升到:该电流的储能量:11当 Q1 截止,LM中的 IG(T)强制反转所有绕组的极性。忽略在关断的瞬间所造成的漏感 LK,初级电流转移到次级处的峰值幅度:假设次级绕组为主绕组,辅助绕组为副绕组:辅助电压由下式给出:图反映了输出电压。在负载上的电压不同于二极管压降和 IR 损耗的次级电压。二极管压降
10、电流的函数,因为是 IR 损耗。因此,如果次级电压总是读在一个恒定的次级电流,输出电压和次级电压之间的差值将是一个固定的12V。此外,如果电压可以当二次电流较小读取;例如,在辅助波形的拐点(见图),则V 也将是小的。与 iW1710,V 可以忽略。iW1710 实时波形分析器读取辅助回路的周期波形的一部分,产生一个反馈电压 VFB。该 VFB信号精确地表示输出电压,并用于调节输出电压。恒压模式恒压模式经过软启动之后,数字控制模块测量到输出条件。它确定输出功率电平,根据负载调整控制系统。如果这是在正常范围内,器件工作在恒压(CV)模式,并改变脉冲宽度(TON)和关闭时间(TOFF),以满足输出电
11、压调节的要求。根据不同的线路和负载条件,在此模式下的 PWM 开关频率为 30 kHz 和 130 kHz 之间的。如果检测到 VSENSE上的电压小于 V,则判定变压器的辅助绕组可能是开路或短路,iW1710 将关闭。瞬态动态负载瞬态动态负载有三种情况构成在负载瞬态期间的电压下降。VDROP(电缆)电压的下降是由于电流会通过增加的连接器或电缆。影响负载瞬态电压下降的第二成分为 VDROP。VSENSE的信号能够显示输出电压的显着下降。这是由值 Vmin,或检测到负载瞬态的参考电压决定。Vmin 越小这个电压就越小。13请记住,较小的 Vmin 比一个较大的 Vmin 使 VSENSE容易受噪
12、音干扰和失真。在电压的最终压降是由于从当 VSENSE 下降值 V min 出现的下一个VSENSE 的信号时的时间。在最坏的情况下,这是多少电压期间最长的切换期间下降。在这种情况下,较大的输出电容大大减小了VDROP(IC)的。当 iW1710 检测到的输出电压比额定输出电压更高时,就增大开关周期从而降低输出电压。TPERIOD(CLAMP)指的是从高于额定输出电压到检测到 iW1710 切换至额定输出电压的时间。快速的负载变化时,输出电压可能没有及时调整。因此,对于这种情况下,当电源变为从空载到重负载之前输出电压稳定TPERIOD(CLAMP)替代 TPERIOD(PFM 在公式。谐振开关
13、模式谐振开关模式为了降低 MOSFET 的开关损耗和 EMI,IOUT为 50以上时 iW1710 采用谐振开关模式。在谐振开关模式,MOSFET 开关的导通点处于穿过漏极和 MOSFET 的源极谐振电压的最低点(参见图)。开关在VDS 最低时,开关损失将处于最小。14以最低的 VDS 打开 MOSFET 产生最低的 dv/dt,而谐振开关模式也可减少电磁干扰。限制开关频率范围,当开关频率变得过高iW1710可能跳过谷部(见于图的第一个循环)。iW1710 在恒流模式时处于谐振开关模式。因此,在恒流模式时EMI和开关损耗仍然是最小的。这个功能是优于仅在恒压模式期间支持谐振开关模式的其他准谐振技
14、术。对于如充电器等主要工作在CC 模式电源是有益的。恒流模式恒流模式对在恒流模式(CC 模式)在电池充电应用是有用的。在这种模式下,iW1710 将保持输出电流的恒定,而不管输出电压,同时避开了连续传导模式。iW1710 通过主电流检测间接地检测负载电流以保持恒流。初级电流由 ISENSE引脚通过从 MOSFET 的源极接地的电阻器进行检测。15轻载时工作在轻载时工作在 PFMPFM 模式模式负载电流大于 10时 W1710 工作在固定频率的 PWM 模式和断续模式。当负载电流减小时,导通时间 tON也将减小。当负载电流下降到10以下时,控制器转换到脉冲频率调制(PFM)模式。然后,导通时间由
15、线电压进行调制,并在关断时间由负载电流调制。负载电流增大时设备会自动返回到 PWM 模式下的。变频运行变频运行在每个开关周期,都会检测 VSENSE的下降。如果没有检测到 VSENSE的下降沿,关断时间将延长,直到 VSENSE 的下降沿被检测到。允许的最大变压器复位时间为 120 微秒。当变压器复位时间达到最大值复位时,iW1710 立即关闭。16内部回路补偿内部回路补偿iW1710 集成了一个内部数字误差放大器,对外部环路补偿没有要求。在一个典型的电源设计中,环路稳定性有保证,以提供至少45的相位裕量和-20dB 增益裕量。电压保护功能电压保护功能iW1710 包括防止输入欠压(UV)和过
16、压输出功能(OVP)。输入电压是由 VIN 引脚监测,输出电压由 VSENSE 引脚监测。如果在这些引脚上的电压超过各自的欠压或过压阈值的iW1710 立即关闭。然而,IC 仍偏向释放 VCC 电源。一旦 VCC 低于 UVLO 阈值时,控制器复位,然后启动一个新的软启动周期。控制器继续尝试启动,直到故障排除为止。PCL PCL,OCOC 和和 SRSSRS 保护保护峰值电流限制(PCL),过流保护(OCP)和检测电阻短路保护(SRSP)是内置入 iW1710 特征。iW1710 的 ISENSE 引脚能够监视初级峰值电流。逐周期进行峰值电流的控制和限制。当检测到初级峰值电流乘以 ISENSE
17、检测电阻大于 V 时,IC 将立即关闭栅极驱动器,直到下一个周期。在下一周期中输出驱动器将发出转换脉冲,开关脉冲将继续,如果未达到所述 OCP 阈值,开关脉冲将关闭。如果 ISENSE检测电阻短路,没有检测到过电流情况会有潜在的危险。因此,IC 被设计成检测到检测电阻短路后,保护功能立即被启动,17关断开关。将 VCC 的电量释放掉,一旦 VCC 低于 UVLO 阈值时,控制器复位,然后启动一个新的软启动周期。控制器继续尝试启动,但不完全的启动,直到故障被清除。关闭关闭iW1710 关机(SD)引脚提供的保护功能:防止过热(OTP)和额外的过压保护(OVP)。iW1710 会在监测过热故障和过
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