SM7505恒压/恒流原边控制功率开关TSOSIWV1.3 - 1 - SM7505 特点 宽电压85Vac~265Vac输入 待机功耗小于120mW@220Vac 集成高压启动电路 集成高压功率开关 全电压范围内,恒压精度小于±3%,恒流精度小于±3% 原边反馈控制技术可使系统节省光耦、431等元件 内置原边绕组感量补偿 内置输出线压降补偿 内置前沿消隐电路(LEB) 逐周期峰值电流比较 内置HVDD欠压保护、HVDD过压保护及HVDD电压嵌位等功能 封装形式:SOP8 应用领域 LED照明驱动 /无绳、PADS、数码相机、MP3等产品的充电器,适配器 小功率电源适配器 电脑、电视等产品的辅助电源或待机电源 输出特性曲线 VoIo±3%±3%概述 SM7505是应用于离线式小功率AC/DC开关电源的高性能原边反馈控制功率开关芯片,在全电压输入范围内实现高精度恒压/恒流输出,精度均小于±3%,并可使系统节省光耦和TL431等元件,降低成本 芯片内部集成了高压功率开关、逐周期峰值电流限制、HVDD过压保护、HVDD 欠压保护、HVDD 电压钳位等完善的保护功能,以提高系统的可靠性。
管脚图 8DRAINCOMPCSFBHVDD GNDGNDDRAIN 7651234SM7505SOP8 输出功率表 输入电压 85Vac~265Vac 180Vac~265Vac 输出功率 5W 7W 典型应用 EMIFilterAC43215678SM7505GNDDRAINCSFBCOMPHVDDDRAINGND吸收电路 SM7505恒压/恒流原边控制功率开关TSOSIWV1.3 - 2 - 内部功能简单框图 HVDD UVLO Regulaotr&ReferencegatedriverPWMcontrollerSoft startOCPLEB CSGNDCOMPLosscompensationSamplercontrollerSamplerCC controllerFB EA2VDRAINJittering(option) OSClogic管脚说明 名称 管脚序号 功能说明 CS 1 电流检测输入 FB 2 反馈输入,反映系统的输出电压,PWM 占空比变化取决于 FB误差放大和SENSE脚的输入电压 COMP 3 恒压环路补偿管脚 HVDD 4 芯片电源 GND 5、6 芯片地 DRAIN 7、8 内置高压MOS管的DRAIN,同时芯片启动时,也做芯片的启动 SM7505恒压/恒流原边控制功率开关TSOSIWV1.3 - 3 - 极限参数 (极限参数(TA= 25℃) 符号 说明 范围 单位 VDS(max) 芯片DRAIN脚最高耐压 -0.3~730 V HVDD 芯片工作电压 -0.3~34.0 V IDDclamp 芯片钳位电流 10.0 mA VFB FB输入电压 -0.3~7.0 V VCOMP COMP输入电压 -0.3~7.0 V VCS CS输入电压 -0.3~7.0 V TA 工作温度 -20~85 ℃ Tstg 存储温度 -40~150 ℃ VESD 人体放电模式 >4000 V Rθja 热阻 SOP8 65 ℃/W 电气工作参数 (除非特殊说明,下列条件均为TA=25℃) 符号 说明 测试条件 范围 单位 最小值 典型值 最大值 芯片HVDD工作部分 IDDstart 启动充电电流 HVDD=5V - 200 - μA IDDop 工作电流 FB=2V,CS=0V,HVDD=20V - 1.5 - mA HVDDOFF HVDD关闭电压 7.0 8.0 9.0 V HVDDON HVDD启动电压 13.5 14.5 16.0 V HVDDclamp HVDD钳位电压 IDD=5mA - 34 - V HVDDOVP HVDD过压保护电压 - 32 - V CS电流检测测输入部分 TLEB LEB时间 - 500 - nS Vth_oc 过流阈值 870 900 930 mV T_ss 软启动时间 - 10 - mS 频率部分 Freq_Nom 开关频率 - 63 - KHz Freq_startup 待机频率 FB=0V,COMP=5V - 18 - KHz Δf/Freq 抖频范围 - 4 - % FB误差放大器部分 Vref_EA EA参考电压 1.97 2.00 2.03 V ICOMP_MAX 最大补偿电流 FB=2V,COMP=0V - 42 - μA 功率管部分 BVds MOS击穿电压 730 -- - V Rdson MOSFET导通电阻 - 19 - Ohm SM7505恒压/恒流原边控制功率开关TSOSIWV1.3 - 4 - 功能表述 SM7505 芯片是应用于离线式小功率 AC/DC 开关电源的高性能原边反馈控制功率开关芯片,全电压输入范围内,恒压恒流输出精度均小于±3%。
SM7505芯片通过原边采样的方式来控制系统的输出,内部集成高压工艺,节省光耦和TL431等元件内部集成了HVDD过压保护,HVDD电压钳位和欠压保护等功能 启动控制 SM7505 芯片内部集成高压功率开关,通过高压启动,省掉传统电路的外部启动电阻,极大的降低了待机功耗 工作原理 SM7505芯片要实现原边高精度的恒流/恒压控制,反激电源应用系统必须工作在不连续模式(DCM)下芯片通过检测辅助绕组的电压,来控制输出电压输出电流仅由变压器的匝比及峰值电流控制: PINIo 4/1 (1) 注:Io为输出电流;N为变压器匝比;为转换效率 辅助绕组电压值反映了系统的输出电压,其关系可表示为: )( DoSAA V+V×NN=V (2) 其中VD是输出二极管的正向压降,VA为辅助绕组电压,NA为辅助绕组匝数,NS为输出绕组匝数系统将辅助绕组的电压通过一个电阻分压电路,输入到芯片的反馈端 FB,芯片采样辅助绕组消磁时的电压,并将采样的电压值一直保持到下一次采样每次采样得到的电压会和芯片内部的基准电压 Vref进行比较,得到放大的误差信号从而使误差放大器的输出脚COMP反映了负载情况,并且通过误差信号控制PWM的开关频率从而调整输出电压,使得输出电压保持恒定。
当采样电压低于Vref时,误差放大器的输出电压VCOMP会达到最大值,开关频率由反馈采样电压控制,通过输出电压来调整输出电流,从而获得稳定恒流电流 恒流电流和输出功率调整 SM7505芯片的恒流点和最大输出功率可以通过在CS脚外接的电流检测电阻来调整,而输出功率随恒流点变化而变化当检测电阻增大,恒流点就会减小,输出功率就会降低,反之则相反 工作频率 SM7505 芯片开关频率由负载大小来控制,不需要外接频率设置元件在最大输出功率时,开关频率由芯片内部限制到60KHz在不连续模式的反激电源中,最大输出功率为: 2PSWP I×F×L×21=Po (3) 其中LP为原边绕组电感量,IP为原边绕组峰值电流由公式3可知,原边绕组电感量的改变会导致最大输出功率和恒流模式下输出的恒流电流的变化为了补偿原边电感量变化,芯片内部环路将开关频率锁定,锁定的开关频率可表示为: SM7505恒压/恒流原边控制功率开关TSOSIWV1.3 - 5 - DEMAGSW T×21=F (4) 因为消磁时间TDEMAG和电感量成反比, 通过频率锁定,LP和FSW的乘积保持不变所以最大输出功率和恒流模式下的恒流电流不会随原边电感量变化。
SM7505芯片能最大补偿电感量±10%的变化 抖频 SM7505 芯片提供可选择的抖频功能模块,客户可以根据自身需求选用带有抖频功能的芯片还是不带有抖频功能的,默认是不带抖频功能的 电流检测和LEB SM7505芯片通过CS端检测外置检测电阻上的电压控制功率开关管的动作,从而实现对变压器原边电流控制,提供逐周期峰值电流限制开关电流通过外接的检测电阻输入芯片CS脚 为了消除高压功率管在开启瞬间产生的尖峰造成的干扰,内置前沿消隐电路,避免芯片在功率管开启瞬间产生误动作,这样就可以省去外围RC滤波电路,节约系统成本 保护控制 SM7505芯片完善的各种保护功能提高了电源系统的可靠性,包括:逐周期峰值电流限制,HVDD欠压保护,HVDD过压保护,HVDD钳位,软启动控制等 HVDD 欠压保护电路提供了 HVDD 上电复位和欠压保护功能,芯片正常工作时,由变压器辅助绕组给芯片提供能量,使得HVDD端电压高于HVDD关闭电压如果HVDD电压下降到HVDD关闭电压时,芯片启动欠压保护功能使得系统进入重启过程 SM7505恒压/恒流原边控制功率开关TSOSIWV1.3 - 6 - 典型应用方案 SM7505 18V/300mA LED照明方案原理图 ACF110R/1/4W D1-D41N4007C16.8UF/400VC2 102/1KVR1 120K/1WD5 FR107T1R2 2.5RC547UF/25V R6 5.1kD7 SS11043215678SM7505GNDDRAINCSFBCOMPHVDDD6 FR107 C3 4.7UF/50VR3 10RR5 3.9kR4 39kC4 104GNDDRAINVout+Vout- SM7505 LED照明方案变压器绕制示意图 制作说明:1. 骨架EE13(4+4)卧式 PC40磁芯2. 电感量Lp(1--2)=2.8mH,漏感为Lp的5%以下3. 初级对次级打1500VAC漏电流<2mA/60s4. 初级对磁芯打1000VAC漏电流<2mA/60s5. 次级对磁芯打1000VAC漏电流<2mA/60s6. DC500V绕组与磁芯之间1min大于100mΩ7. DC500V绕组与绕组之间1min大于100mΩNp(1--2) Φ0.19*1*156TNs(5--4) Φ0.25*1*33TNa(8--7) Φ0.13*1*34T变压器绕制方法7281 185 4底视图Na Np密绕密绕密绕54Na SM7505恒压/恒流原边控制功率开关TSOSIWV1.3 - 7 - 封装形式 SOP8 。