FM7538C原邊恒壓恒流5V2A內(nèi)置MOS充電器

1、概述FM7538C是一種高性能離線式PWM控制器，主要用于中小功率AC/DC充電器和適配器中。它工作于原邊采樣和調(diào)節(jié)，可省除極間光耦和TL431，其恒壓和恒流控制特性說(shuō)明如下圖。最大輸出功率可達(dá)15W。在恒流控制時(shí)，其電流和輸出功率的設(shè)定可由CS腳上的傳感電阻Rs來(lái)調(diào)節(jié)；在恒壓控制時(shí)，利用混合工作模式可以獲得高效率和高性能。另外，利用內(nèi)部的導(dǎo)線壓降補(bǔ)償功能可以得到良好的負(fù)載調(diào)整特性。在恒流模式重負(fù)載工作條件下，器件工作在PFM模式；中負(fù)載和輕負(fù)載，器件可工作在PWM模式和降頻模式。FM7538C具有電源軟啟動(dòng)控制和多種帶自動(dòng)恢復(fù)的有效保護(hù)，它包含逐周期電流限制，VDD過(guò)壓保護(hù)，VDD鉗位和欠壓

2、保護(hù)等。另外，F(xiàn)M7538C還有優(yōu)良的EMI性能和頻率抖動(dòng)控制特性，使用FM7538C可獲得高精確的恒壓/恒流特性。圖1 典型CC/CV曲線特點(diǎn)Ø 在通常AC輸入條件下，恒壓調(diào)節(jié)5%，恒流調(diào)節(jié)5%Ø 原邊采樣和調(diào)節(jié)無(wú)需光耦和TL431Ø 可程控CV/CC調(diào)節(jié) Ø 可設(shè)定恒流和輸出功率Ø 內(nèi)建次級(jí)恒流控制和原邊反饋Ø 內(nèi)建合適的峰值電流調(diào)節(jié)Ø 內(nèi)建原邊電感補(bǔ)償Ø 可調(diào)節(jié)線壓降補(bǔ)償Ø 開(kāi)機(jī)軟啟動(dòng)Ø 內(nèi)置MOS開(kāi)關(guān)管Ø 內(nèi)置前沿消隱電路（LEB）Ø 可逐周期電流限制Ø 帶

3、有遲滯的欠壓鎖定（UVLO）Ø VDD過(guò)壓保護(hù)（OVP）Ø VDD鉗位功能產(chǎn)品應(yīng)用Ø 中小功率AC/DC離線式開(kāi)關(guān)電源Ø 手機(jī)充電器Ø 數(shù)碼相機(jī)充電器Ø 小功率適配器Ø PC、TV等電器的輔助電源Ø 線性調(diào)節(jié)器/替代RCC變換器Ø 恒流LED照明Ø 封裝形式：DIP-8內(nèi)部框圖引腳示意圖及說(shuō)明序號(hào)名稱I/O說(shuō)明1VDDP電源端2COMPICV環(huán)路補(bǔ)償3INVI連接反映輸出的輔助繞組反饋電壓的外接分壓電阻，PWM占空周期由1Pin電流采樣信號(hào)和EA放大器輸出電壓決定。4CSI電流采樣輸入5、6DR

4、AINI內(nèi)置MOS管漏極7、8GNDP地典型應(yīng)用電路BOM表及變壓器規(guī)格Ø PCB圖Ø BOM表序號(hào)元件名稱型號(hào)&規(guī)格封裝單位組成用量插件位置1插件二極管1N4007DO-41PCS4D1、D2、D3、D42電感1000uH/1WL-3.5PCS1L13電解電容10uF/400V±20%10×12PCS2C1、C24電解電容10uF/50V±20%5×8PCS1C45滌綸電容102/250V±20%CAP-4PCS1C36高頻低阻電解電容1000uF/10V±20%8×12PCS2C7、C87貼片

5、電容33P/50V±20%0805PCS1C68貼片電容103P/50V±20%0805PCS1C510插件電阻1M±5%1206PCS2R1、R211貼片電阻100K±5%0805PCS1R312貼片電阻47K±1%0805PCS1R413貼片電阻5.6K±1%0805PCS1R514貼片電阻2.4±1%0805PCS1R6、R715貼片電阻1K±5%0805PCS1R816插件二極管FR107DO-41PCS2D5、D617插件二極管1N5822DO-201PCS2D718保險(xiǎn)絲1.5A/250VPCS1F11

6、9變壓器EE19PCS1T120ICFM7538CSOP-8PCS1U121AC電子線紅0.16×60mmPCS2AC22USB母座PCS1USBØ 變壓器規(guī)格結(jié)構(gòu)圖：骨架類型PIN數(shù)目腳距排距備注EE19臥式4+45mm13mmAe=23mm ²原理圖：繞制要求：繞組繞制要求匝數(shù)線徑根數(shù)層數(shù)N1a初級(jí)從Pin1起到Pin6收、密繞57Ts0.1311N2次級(jí)從Pin5起到Pin8收、密繞9Ts0.50（三層絕緣線）22N1b初級(jí)從Pin6起到Pin2收、密繞55Ts0.1311N3反饋從Pin4起到Pin3收、居中密繞29Ts0.1311備注：1、線包包黃色瑪拉

7、膠紙，繞線時(shí)請(qǐng)注意繞線方向，避免繞組起收腳交叉，繞線必須平整。 2、磁芯加氣隙，真空侵油，烤箱烘干，另變壓器骨架上需貼上名稱和供應(yīng)商標(biāo)簽以方便區(qū)分。電器要求：1、電感量：Lp（N1）1.1mH±5%2、漏感量：LS（N1）80uH3、耐壓：PRI（初級(jí)N1）SEC（次級(jí)N3）2500AC/5ma/60s PRI（初級(jí)N10）/SEC（次級(jí)N3）CORE磁芯1500AC/5ma/60s極限參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)值VDD電壓-0.3V到VDD鉗位電壓VDD齊納管鉗位連續(xù)電流10mACOMP電壓-0.3V 7VCS輸入電壓-0.3V 7VINV輸入電壓-0.3V 7V最大工作結(jié)溫150貯存溫度-55

8、 150引腳焊接溫度（10秒）260內(nèi)置MOS管耐壓值600V電氣特性（Ta=25，VDD=16V，其它說(shuō)明除外）符號(hào)參數(shù)測(cè)試條件最小值典型值最大值單位電源部分IDD_ST待機(jī)電流VDD=13V520uAIDD_OP工作電流CS=0V，VDD=18V23mAUVLO(ON)VDD進(jìn)入欠壓鎖定VDD下降8.29.010.5VUVLO(OFF)VDD退出欠壓鎖定VDD上升13.514.816VVDD_clampVDD最大工作電壓2728.530VOVP過(guò)壓保護(hù)門(mén)限VDD達(dá)到門(mén)極關(guān)閉斜坡電壓2627.529V電流傳感輸入部分TLEBLEB時(shí)間625nSVth_oc過(guò)流門(mén)限880910940mVTd_

9、ocOCP傳送延時(shí)110nSZsense_IN輸入阻抗50KT_ss軟啟動(dòng)時(shí)間17mS頻率部分Freq_Max最大頻率556065KHzFreq_Nom系統(tǒng)正常開(kāi)關(guān)頻率50KHzFreq_startup14KHzf/Freq頻率抖動(dòng)范圍±6%誤差放大器部分Vref_EAEA參考電壓1.9522.05VGainEA DC增益60dBI_COMP_MAX最大纜線補(bǔ)償電流37.5uA注：Freq_Max是指IC內(nèi)部最大時(shí)鐘頻率在系統(tǒng)應(yīng)用里，60KHz的最大工作頻率正常發(fā)生在最大輸出功率或者從CV到CC狀態(tài)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。特性曲線功能說(shuō)明FM7538C是一款低成本，高效率的PWM控制器，主要用于中

10、小功率AC/DC轉(zhuǎn)換器（電池充電器）、適配器中，它可工作在原邊反饋和調(diào)節(jié)中，無(wú)需光耦和TL431，內(nèi)部的恒壓和恒流特性控制可達(dá)到高精度CC/CV控制需要，完全可滿足大多數(shù)適配器的應(yīng)用需求，由于具有恒流特性，可用于LED照明。啟動(dòng)電流和啟動(dòng)控制由于FM7538C設(shè)計(jì)的啟動(dòng)電流很低，因此VDD可很快的超過(guò)UVLO門(mén)限電平，從而可用大阻值啟動(dòng)電阻將工作中的功耗降到最小。工作電流FM7538C的工作電流較低（為2.5mA），低的工作電流和混合模式控制特性可以達(dá)到良好的性能。軟啟動(dòng)FM7538C在內(nèi)部設(shè)置了軟啟動(dòng)功能，主要用于電源啟動(dòng)期間防止部分過(guò)壓造成的異常，即當(dāng)VDD一旦達(dá)到UVLO（OFF）時(shí)，控

11、制部分使峰值電流、電壓門(mén)限從0逐漸變化至正常值0.9V，每一次重啟動(dòng)都對(duì)應(yīng)一個(gè)軟啟動(dòng)。恒流/恒壓工作FM7538C設(shè)計(jì)了一個(gè)良好的恒流/恒壓特性（說(shuō)明見(jiàn)圖1），在充電器應(yīng)用上，起初是恒流充電，到快充滿時(shí)變?yōu)楹銐撼潆姟Ｔ贏C/DC適配器里，常用的為恒壓供電，恒流供電主要用于有電流限制時(shí)。在恒壓供電時(shí)，輸出電壓是通過(guò)原邊調(diào)節(jié)的，在恒流供電模式里，F(xiàn)M7538C將通過(guò)調(diào)節(jié)輸出電壓來(lái)達(dá)到恒流。工作原理為支持FM7538C的CC/CV控制特性，需要將反激變換系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)于DCM模式（典型應(yīng)用見(jiàn)圖1）。在DCM反激變換器里，可通過(guò)輔助繞組檢測(cè)到輸出電壓。MOSFET管導(dǎo)通期間，輸出濾波電容為負(fù)載提供電流，初

12、級(jí)繞組電流斜波上升；當(dāng)MOSFET管關(guān)閉時(shí)，能量由原邊繞組傳遞到次級(jí)繞組，次級(jí)電流為：Is=（Np/Ns）×Ip （1）輔助繞組電壓：Vaux=（Naux/Ns）×（Vo+V） （2），這里V為輸出二極管壓降。圖2 輔助繞組電壓波形輔助繞組通過(guò)電阻分壓連到INV端，在退磁結(jié)束時(shí)輔助繞組電壓被采樣并保持直到下一個(gè)采樣周期。這個(gè)采樣電壓和2V參考進(jìn)行比較，然后經(jīng)誤差放大器輸出COMP映射負(fù)載電壓，并控制PWM開(kāi)關(guān)頻率以調(diào)節(jié)輸出電壓，這樣就達(dá)到恒壓輸出。當(dāng)采樣電壓低于參考電壓，并且誤差放大器輸出COMP端達(dá)到最大值，由采樣電壓控制開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)輸出電流，從而達(dá)到恒流輸出的目的。恒流

13、和輸出功率的調(diào)節(jié)在FM7538C里恒流點(diǎn)和最大輸出功率可由CS端的采樣電阻RS來(lái)調(diào)節(jié)（見(jiàn)典型應(yīng)用圖），輸出功率可以通過(guò)CC點(diǎn)變化來(lái)調(diào)節(jié)（RS大，輸出功率小；RS小，輸出功率大），說(shuō)明見(jiàn)圖3圖3 變化RS調(diào)節(jié)輸出功率工作開(kāi)關(guān)頻率FM7538C的開(kāi)關(guān)頻率是根據(jù)負(fù)載的條件和工作模式控制的，無(wú)需外部元件設(shè)定頻率。最大輸出功率時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率為60KHz，在DCM方式反激工作情況下，最大輸出功率可由下式給出：Po_max=(1/2)LpFswIp2 （3）這里L(fēng)p為初級(jí)線圈電感，Ip為初級(jí)峰值電流【參考式（3）】，初級(jí)電感量的變化將導(dǎo)致最大輸出功率的變化和恒流模式下輸出電流的變化，為補(bǔ)償初級(jí)電感偏差的變化，

14、開(kāi)關(guān)頻率將由內(nèi)部環(huán)路鎖定，如下式：Fsw=1/（2Tdemag） （4）由于Tdemag和電感成反比，可使Ip和fsw乘積為恒定。所以在恒流模式下，原邊電感的變化不會(huì)影響最大輸出功率和恒流輸出，即可補(bǔ)償初級(jí)電感偏差±10%以上。EMI頻率抖動(dòng)的改良在FM7538C里可以進(jìn)行頻率抖動(dòng)控制（開(kāi)關(guān)頻率調(diào)制），對(duì)振蕩頻率進(jìn)行調(diào)制可以將聲能發(fā)散，發(fā)散的頻譜將EMI減至最小，更容易設(shè)計(jì)系統(tǒng)。電流調(diào)節(jié)和輸出波形毛刺處理在FM7538C里設(shè)置有逐周期電流限制電路，這個(gè)開(kāi)關(guān)電流由CS腳上的采樣電阻檢測(cè)。在功率MOS管打開(kāi)初期，內(nèi)部的前沿消隱電路可以消除采樣信號(hào)中的電壓尖峰，所以在CS輸入上不再需要外接

15、RC濾波器，PWM占空比由CS輸入電壓和EA輸出電壓決定?？烧{(diào)節(jié)線壓降補(bǔ)償在FM7538C里完成線壓降補(bǔ)償可以達(dá)到良好的負(fù)載調(diào)整要求，芯片內(nèi)部的電流在INV端的分壓電阻上產(chǎn)生失調(diào)電壓，該電流和COMP腳電壓成反比，即與輸?shù)截?fù)載上的電流成反比，這樣在線損耗降壓就會(huì)得到補(bǔ)償。如果負(fù)載電流由滿載減小到空載，則在INV腳上的失調(diào)電壓就會(huì)隨之增大。通過(guò)改變分壓電阻的阻值可以調(diào)整線損補(bǔ)償量的大小。保護(hù)控制FM7538C通過(guò)多種保護(hù)提高系統(tǒng)可靠性，主要包括逐周期電流限制（OCP），VDD鉗位，電源軟啟動(dòng)，欠電壓鎖定（UVLO）等。VDD電壓由輔助繞組產(chǎn)生，當(dāng)VDD電壓低于UVLO（ON）時(shí)，F(xiàn)M7538C的輸出就會(huì)關(guān)閉。封裝信息Symbol Dimensions In MillimetersDimensions In InchesMin Max Min Max A3.7