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1、 同步降压同步降压车充电源芯片车充电源芯片 GS92Dx-系列系列 1 Rev.0P1-201606 特色特色 10V36V 宽电压输入 固定 5.1V 输出 50kHz300kHz 可编程频率 双口独立限流 OCP 超低导通阻抗 13m/6m 内建线损补偿 可编程保护重启时间 COT 控制集成纹波补偿 可选择 DEM/CCM 工作 输出短路、过压、欠压保护 过温保护 QFN23-4*4 & TQFN20-5*5 绿色产品(RoHS,无铅,无卤) 产品应用产品应用 车充 便携式充电装置 汽车电源应用 通用 DC-DC 转换器 产品描述产品描述 GS92Dx 系列为一款集成低阻值 MOS 管 的
2、同步降压式车充电源芯片，具有宽的输入 电压范围、双口独立限流 OCP、线损补偿以 及保护后自动重启功能， 以 COT 的控制结构， 具有快速的负载动态响应，并集成纹波补偿， 输出支持贴片电容,转换效率高达 93%以上。 GS92Dx 系列提供了双口独立限流的功 能，当某一通道发生过电流时，为了使系统 得到一个安全的条件，此时停止输出电压， 直到 ART 定时器复位时，芯片将自动重新启 动，线损补偿为提供线路损耗上的补偿，另 外，其余的保护如: 过电压、欠电压、短路及 过温保护。 封封装装 QFN23-4*4GS92D1,S92D2,S92D5 TQFN20-5*5GS92D3,GS92D6 同
3、步降压同步降压车充电源芯片车充电源芯片 GS92Dx-系列系列 2 Rev.0P1-201606 典型应用典型应用 图 1 GS92D2,GS92D5 应用原理图 同步降压同步降压车充电源芯片车充电源芯片 GS92Dx-系列系列 3 Rev.0P1-201606 脚位图脚位图 图 2 QFN23-4*4 脚位图 (顶视图) 图 3 TQFN20-5*5 脚位图 (顶视图) 同步降压同步降压车充电源芯片车充电源芯片 GS92Dx-系列系列 4 Rev.0P1-201606 脚位描述脚位描述 名称名称 I/O 描述描述 QFN23-4*4 TQFN20-5*5 ART I 重起时间设定 1 20
4、VOUT I/O 输出电压反馈脚 2 1 CS1 I 过流检测 3 2 CS2 I 过流检测 4 3 EN I 使能脚 5 - TON I 导通时间设定 6 4 CFB I 反馈脚 7 5 VIN I 功率管电源 8,9,22,24 6,7,22 LX I 连接至电感 10,11,17,18,25 810,23 PGND I 功率地 1216,19 1114 BOOT I/O 自举电路电源 20 17 VDC I/O 芯片自供电 21 18 VSS,AGND I/O 模拟地 23 21 VCC I 芯片供电 - 19 LGATE O 下管 MOS 驱动 - 15 UGATE O 上管 MOS
5、驱动 - 16 完整完整料号料号 GS92Dx-PP-R 1 2 3 项目 内容 1 料号 1,2,3,5,6 2 封装 PP QF:QFN23-4*4 TQ:TQFN20-5*5 3 包装 R:卷带 同步降压同步降压车充电源芯片车充电源芯片 GS92Dx-系列系列 5 Rev.0P1-201606 最大额定最大额定 参数参数 标示标示 限制限制 单位单位 VIN-GND VIN -0.340 V TON-GND VTON -0.340 V CS-GND VCS1,2 -0.36 V VDC-GND VDC -0.36 V ART-GND VART -0.36 V EN-GND VEN -0.
6、340 V VOUT/VFB-GND VOUT/VFB -0.36 V BOOT 电压 VBOOT -0.346 V BOOT-LX 电压 VBOOT-LX -0.36 V LX-GND VLX -0.740(DC) V -840(200nS) V 封装功耗 TA25oC PD_QFN23-4*4 3546 mW PD_TQFN20-5*5 4228 mW 接面温度 TJ -45150 oC 存储温度 TSTG -55150 oC 焊锡温度 10S TLEAD 260 oC ESD(人体模式) VESD_HBM 2k V ESD(机器模式) VESD_MM 200 V 温度信息温度信息 参数参
7、数 标示标示 限制限制 单位单位 接面-空气热阻 JA_QFN23-4*4 28.2 oC/W JA_TQFN20-5*5 23.65 oC/W 建议工作条件建议工作条件 参数参数 标示标示 限制限制 单位单位 VIN-GND VIN 1036 V VDC-GND VDC 4.55.5 V EN-GND VEN VEN=VIN V 接面温度 TJ -40125 oC 环境温度 TA -4085 oC 同步降压同步降压车充电源芯片车充电源芯片 GS92Dx-系列系列 6 Rev.0P1-201606 电气特性电气特性 (RTON=1M,VIN=12V,EN=Floating,TA=25oC.)
8、参数参数 标示标示 条件条件 最小最小 典型典型 最大最大 单位单位 供应电压供应电压(VIN) 低压锁存 VIN_UVLO 9 V 迟滞 VIN_UVLOHYS 0.7 V 输出电压输出电压(VOUT) 输出电压调节 VOUT_R 5.1 V 输出放电电流 IOUT_DIS 10 mA 使能逻辑使能逻辑(EN) 使能低电平 VEN_L 0.6 V 使能浮接电平 VEN_F 1.7 V 使能高电平 VEN_H 3.1 V 精准过流精准过流(CS1/CS2) 过流阀值 VOCP 100.5 108 115.5 mV 过流延迟 TOCP 5 uS 系统时间系统时间(TON) 导通时间 TON VI
9、N=12V,VOUT=4.8V 3.9 uS TON 电流 ITON_ON VIN=12V,VOUT=4.8V 11.3 uA 最小关断时间 TOFF_MIN VIN=12V,VOUT=4.8V 450 nS 自动重启自动重启(ART) 重启电压阀值 VART 2 V 充电电流 VART_CHG 2 uA 放电电流 VART_DIS VART=1.8V 1.5 mA 驱动驱动 上管 MOS 阻值 RDSH_D1 25 m RDSH_D2,D5 25 m RDSH_D3,D6 13 m 下管 MOS 阻值 RDSL_D1 25 m RDSL_D2,D5 11 m RDSL_D3,D6 6 m L
10、X 过流检测过流检测 电流限制 ILIM_D1 3.6 A 同步降压同步降压车充电源芯片车充电源芯片 GS92Dx-系列系列 7 Rev.0P1-201606 ILIM_D2,D5 6.3 A ILIM_D3,D6 7.2 A 电压异常保护电压异常保护 欠压值 VUV_TH 70 % 欠压延迟 VUV_D 20 uS 过压值 VOV_TH 115 % 过压延迟 VOV_D 20 uS 过温保护过温保护 过热关机值 TTSDN 150 oC 迟滞 THYS_TSDN 20 oC 线损补偿线损补偿 线损补偿值 RWDC_D1,D2,D3 120 mV RWDC_D5,D6 240 mV 同步降压同
11、步降压车充电源芯片车充电源芯片 GS92Dx-系列系列 8 Rev.0P1-201606 应用信息应用信息 GS92Dx 系列为一款集成低阻值 MOS 管 的同步降压式车充电源芯片，具有宽的输入 电压范围、双口独立限流 OCP、线损补偿以 及保护后自动重启功能。 系统脉波产生与系统脉波产生与 PWM 控制控制 透过 VIN 到 TON 的电阻设置导通时间， 能使降压式转换器在宽的输入电压下保持固 定频率， 在任一个新的开关周期里， 上管 MOS 导通一固定时间后关闭，然后下管 MOS 导 通，直到输出电压低于设定电压时，重新新 的开关周期，为了避免大负载切换时尖峰电 流的产生，加入了最小关断时
12、间，其典型值 为 450nS。 上管导通时间计算上管导通时间计算 导通时间的计算与外部电阻及输入电压 有关，请参考 TON 脚，输入电压转换成电流 其大小与外部设定的电阻阻值成反比，此时 TON 的电流对内部电容充电，当达到内部电 压时(电压正比于输出电压)， 上管 MOS 关闭， 下管 MOS 导通， 我们可以根据下面的公式得 到导通时间与频率: 8 . 0 93. 8* IN TONOUT ON V pRV T 而开关频率为: ONIN OUT SW TV V F * 其中 RTON为输入电压(VIN)连接至 TON 脚的电阻。 使能控制与模式选择使能控制与模式选择 使能脚连接至 VIN
13、或浮接，芯片分别工 作于节能模式与连续电流模式。 在轻载节能模式下，芯片固定导通时间 调整关断时间，减少操作频率得到较好的效 率；当轻载节能模式被启动时，负载电流的 减少，由于开关导通时间仍然与重载相同， 意味着输出电容放电需要更长的时间才能进 入到下一个开关周期，此时芯片透过 LX 对 PGND 间的电压来检测电感电流，一旦电流 为零时，下管 MOS 关断，使得芯片进入了节 能模式。 假如使能脚被下拉时，芯片被禁止，且 透过 VOUT 脚将输出电容放电。 精准过流检测精准过流检测 精准过流检测是透过 CS1 及 CS2 脚，当 (VOUT-CS1)或(VOUT-CS2)超过 108mV(典型
14、 值),过流被触发 UG 与 LG 关断，其过流阀值 计算如下: 同步降压同步降压车充电源芯片车充电源芯片 GS92Dx-系列系列 9 Rev.0P1-201606 S OCP R mV I 108 其中RS 为连接VOUT脚到 CS 脚间的电 阻， 而过流延迟为 5uS， 当过流保护被触发时， 芯片进入自动重启，其重启延迟时间可以透 过 ART 脚设定。 自动重启设置自动重启设置 当芯片保护后会自动重启，在起动之前 会有一个延迟时间，可透过连接 ART 至 VSS 间的电容来设置，内部会有一个电流对电容 充电至一个阀值，其延迟时间计算如下: ARTART CT*106 线损补偿线损补偿 芯片
15、透过 CS1 与 CS2 脚检测输出电流， 由输出电流的大小调节线损补偿的电压值， 当两通道电流不一致时，芯片会以最大电流 的通道作补偿。 电流限制电流限制 GS92Dx 系列芯片透过下管 MOS 导通阻 抗来检测电感电流，为一个周期性的电流限 制，当电感电流谷值过流，PWM 被限制直到 下一个周期，在软起模式下，其限流值会线 性增加到最大值，整个时间大概 1mS。 输出过压保护输出过压保护 当 VOUT 脚的电压上升到 115%的正常 电压时， 内部报错模块延迟 20uS 后下管 MOS 导通， 直到 ART 计时器复位后芯片自动重启。 输出输出欠欠压保护压保护 当 VOUT 脚的电压下降到 70%的正常电 压时，内部报错模块延迟 20uS 后下管 MOS 导通， 直到 ART 计时器复位后芯片自动重启, 并且在软起时欠压检测是被禁止的。 VDC 与与 VIN 欠压锁存欠压锁存 欠电压锁存模块主要检测 VDC 电源， PWM 受到欠电压锁存的控制，当 VDC 超过 4.3V 时，芯片内部逻辑电路与软起动作，当 VDC 低于 4V 时 PWM 停止； 当 VIN 高于 9V 时， 内部 LDO 输出
