-那么,請介紹一下以解決現有AC/DC轉換器的課題“效率改善與小型化”為目的而開發的BM2Pxxx系列,是什么樣的IC?
BM2Pxxx系列是基本上可以構建最高25W的隔離型反激式AC/DC轉換器的IC,也支持非隔離型。右圖是IC內部框圖與外圍電路例。控制為電流模式PWM。最大的特點就是內置輸出功率晶體管,集成了作為電源電路所需的幾乎所有保護功能。為了便于詳細說明,我匯總了其特點和優點,請允許我按這個匯總表來介紹。可稍微有些詳細,但里面幾乎包含了BM2Pxxx系列的所有特點。
BM2Pxxx系列的特點和優點
?內置ROHM獨有的650V超級結MOSFET | → | 高效率和小型化 |
---|---|---|
?電流模式PWM控制、逐周期過電流限制功能 | → | 提高負載瞬態響應的速度 |
?開關頻率 65kHz | → | 開關損耗與外圍元器件尺寸的良好平衡 |
?低工作電流 500~950μA(typ. 因機型而異) | → | 低功耗 |
?突發工作電流 400μA(typ. 通用) | → | 防止輕負載時、待機時的效率下降 |
?輕負載時突發工作 | → | 防止輕負載時、待機時的效率下降 |
?內置650V啟動電路 | → | 軽降低輕負載時、待機時功耗,高速啟動 |
?VCC引腳低電壓保護及過電壓保護 | → | 輸出電壓的過電壓保護、其他外置元器件開路保護 |
?SOURCE引腳開路保護及短路保護 | → | 防止內置MOSFET的損壞。短路保護為ROHM獨有 |
?掉電保護(BR)功能 | → | AC電壓下降保護 |
?二次側過電流保護電路 | → | 過負載保護 |
?軟啟動 | → | 高效率和小型化 |
?不僅有DIP7封裝,還有小型表面貼裝SOP8封裝 | → | 使小型化、小功率的產品更加小型 |
?共24種機型的產品陣容 | → | 使設計靈活性更高 |
這些功能和特點是以1)高效率、2)低功耗、3)待機功耗小、4) 有助于小型化 為目的的。
-這四點應該與前面提到的AC/DC轉換器的課題有直接關系,請按順序介紹一下關鍵要點。
關于第一點的高效率,內置的輸出晶體管為ROHM獨有的超級結MOSFET(以下簡稱“SJ MOSFET”),這是關鍵要點。在效率方面,與通用MOSFET相比導通電阻大幅度降低,可實現高速開關,因此導通損耗和開關損耗顯著改善。開關頻率與開關損耗有關。高速開關的話就可以使用小型的外圍元器件,但效率會降低,因此采取兩者平衡的設置。
實際上,采用SJ MOSFET也是與小型化相關的核心要點,我將另行詳細介紹。
-關于第二點的低功耗呢?
第二點結合第三點的待機時功耗一起介紹。BM2Pxxx系列工作時的自身消耗電流因機型而異,基本為500μA~950μA(typ),作為輸出晶體管內置型AC/DC轉換器用的IC,已經控制在相當低的水平。
-聽說有24種機型,這種工作電流的差異與什么有關系呢?
這是自身消耗的部分,當然會和效率有關。突發時,這是輕負載時和待機時的工作模式,此時的工作電流為400μA(typ),是與機型沒有關系的。負載電流大時的效率對輸出晶體管損耗的影響大,包括待機時的輕負載時,這種自身消耗部分對效率起著支配性作用。
換句話說,低功耗就是在整個負載范圍高效率,即能否低損耗工作,而且其中待機時、輕負載時保持正常的工作電流不變的話,效率會明顯降低,所以需要想辦法降低輕負載時的工作電流。
-具體是指哪個功能呢?
就是指在輕負載時“突發工作”這個項目。簡單來說,突發工作在輕負載時停止工作,僅在需要負載電流時工作。以此來降低工作電流。
-那么,最后是小型化。
小型化上從兩個方面來處理。一是減小IC自身尺寸,另外一個是包括外圍元器件在內減小電路整體的面積。
-IC封裝DIP7是覆蓋到25W吧?另外還有給人以更小巧印象的更加小型的表面貼裝型SOP8封裝對吧。
是的。SOP8是覆蓋到8W的封裝,其他公司的產品在這個輸出功率范圍都是DIP7或DIP8封裝。我想這有幾個原因。包括可覆蓋8W的輸出晶體管與控制、保護電路在內的芯片可能無法完全容納在SOP8封裝中。而BM2Pxxx系列搭載ROHM獨有的SJ MOSFET。單位尺寸的導通電阻低,應對同樣功率的話,可以減小芯片尺寸。利用這方面的優勢,實現了SOP8封裝的產品陣容。
-實際上SOP8會小巧到什么程度呢?
IC所需要的安裝面積縮減了47%,接近一半。
-另外關于外圍元器件采取什么方法呢?
就是通過提高對IC的集成度,來減少外置元器件數量;控制方面通過提高開關頻率從而實現可使用小型外置元器件。
首先,內置輸出晶體管,故減少相應的1個元器件。其次,搭載了電源所需的幾乎所有的保護功能,所以基本不需要保護用的電路和元器件。如果在外置電路上構建BM2Pxxx系列所具備的全部保護功能的話,電阻、電容器不用說,放大器、比較器等就需要相當數量的元器件和面積,有些功能可能還無法實現吧。想想設計所花費的精力和時間,是非常不容易的。
關于開關頻率,采用開關損耗小、可高速開關的SJ MOSFET,既可保持效率還可設置比較快的開關頻率。由此,變壓器、輸出電容器可以使用更小型的產品。
-明白了。這樣的話,可以說內置SJMOSFET真是對解決課題做出了重大貢獻呢。
的確如此。當然不止這些,整體上除了處理高電壓外,具有與最新的DC/DC轉換器同樣的低功耗、搭載保護電路、以及具備高速瞬態響應性能等方面也是作為AC/DC轉換器的重大進步。
內置ROHM獨有超級結MOSFET的
高效率AC/DC轉換器IC BM2Pxxx系列 -其2-
來自工程師的聲音
現有AC/DC轉換器的課題是效率與尺寸
ROHM為解決現有AC/DC轉換器課題而開發了BM2Pxxx系列產品。涉及共24種機型的BM2Pxxx系列內置輸出功率晶體管和幾乎所有的保護功能…
審核編輯黃宇
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