新品推出背景
在反激電路的多路輸出應用中,如何優化交叉調整率一直是業內的一個技術難題。以雙路輸出應用為例,對于反激副邊的雙繞組來說,系統通常以重載一路作為反饋支路,而另一路根據電壓比例選擇合適的繞組匝比。由于非反饋支路實際上屬于開環工作狀態,因此兩路負載的工作狀態對其輸出電壓精度影響極大。而為了提高輸出電壓精度,通常會在系統后級增加 LDO 電路或者 DC-DC 變換器,但這會帶來 BOM 成本增加,EMI 難以調試等問題。
針對共地架構的雙路輸出的應用場合,必易微推出了高性能反激電路雙路輸出控制芯片 KP35001。該芯片集成了 TL431 和 40V 功率開關管,無需額外的繞組,即可輸出高精度的雙路供電電壓。該產品主要適用于家電等雙路輸出應用場合。下面我們進行詳細介紹。
圖 1. KP35001 典型應用電路圖
KP35001 新品亮點
圖 2. KP35001 芯片引腳圖
KP35001 是一款提供雙路輸出電壓的功率開關,無需額外的繞組,完美解決反激電路雙路輸出交叉調整率的問題。芯片采用 SOP-8 封裝,集成完備的保護功能。
除此之外,KP35001 還具備如下技術亮點:
亮點 1
高集成度設計
以兩路輸出電壓分別為 12V 和 5V 為例。如圖 3 所示,變壓器副邊繞組輸出兩路供電,高壓供電支路通過二極管 D1 和 D2,輸出 12V 電壓;低壓供電支路通過二極管 D1 和 KP35001 內部集成的功率 MOSFET,輸出 5V 電壓。當芯片內部功率 MOSFET 導通時,副邊繞組為 5V 的供電支路提供能量;反之,當芯片內部功率 MOSFET 關斷時,副邊繞組為 12V 的供電支路提供能量。因此,芯片通過合理地控制內部功率 MOSFET 的開通和關斷,即可獲得兩路高精度的輸出電壓。
REF 管腳和 COMP 管腳提供 12V 供電支路的反饋控制,將反饋信號通過光耦傳遞給原邊的控制器,與常規的 SSR 反饋控制原理相同。FB 管腳提供 5V 供電支路的反饋控制,以獲得高精度的 5V 支路的輸出電壓。
圖 3. 芯片內部基本功能單元
亮點 2
自適應同步檢測,
逐周期分配能量,輸出紋波小
芯片根據 DEM 管腳信號,判斷原邊反激電路的開關周期,并逐周期地分配能量到 5V 和 12V 兩路,以減小輸出紋波,提高系統穩定性。
表1. 不同負載工況下兩路輸出電壓紋波
亮點 3
效率高,成本低
相比于傳統的 LDO 方案和 DC-DC 方案實現兩路輸出的架構,KP35001 實現兩路輸出的架構具有明顯的效率優勢和成本優勢。
LDO 方案:效率較低,且帶載能力弱;為了提高效率,通常采用副邊兩繞組架構,以降低 LDO 支路的輸入輸出壓降,但這樣的結構更加復雜,也提高了成本。
圖 4. LDO 方案實現兩路輸出
DC-DC 方案:效率高,帶載能力強,但由于需要增加一級 DC-DC 變換器,電路器件多,成本高,且 EMI 難以調試。
圖 5. DC-DC 方案實現兩路輸出
表 2. KP35001 方案與傳統方案對比
亮點 4
交叉調整率好
當其中一路輸出的負載固定時,改變另一路負載大小,記錄兩路輸出電壓最大變化率。如下圖 6,圖 7 和圖 8 所示,在典型交流輸入電壓 (120Vac,230Vac) 下,當 12V 支路空載,半載(0.25A) 和滿載(0.5A) 時,5V 支路從空載到 1A(0.8A) 變化,12V 支路的電壓調整率低于 1%,而 5V 支路的電壓調整率低于 1.7%。
圖 6. 12V 支路空載,5V 支路負載電流 (0->1A) 變化
圖 7. 12V 支路半載(0.25A),5V 支路負載電流(0->1A) 變化
圖 8. 12V 支路滿載(0.5A),5V 支路負載電流(0->0.8A) 變化
亮點 5
EMI 調試簡單
不同于后級帶 DC-DC 變換器的系統,KP35001 實現兩路輸出方案與普通的單路輸出反激方案一樣,無需額外增加 EMI 器件,也降低了 EMI 調試的難度。
圖 9. CE (220Vac 輸入,滿載輸出)
圖 10. CE (110Vac 輸入,滿載輸出)
亮點 6
完備的保護功能
保證系統可靠運行
KP35001 集成有完備的保護功能,如下表所示,保證了系統可靠地運行。
表 3. 芯片保護功能列表
總結
必易微專注于提供“獨特創新、易于使用”的整體芯片解決方案和系統集成,本次推出的高性能反激電路雙路輸出控制芯片 KP35001,為兩路輸出應用提供了全新的思路和方案。該專利架構具有結構簡單,成本低,效率高,EMI 性能良好,雙路輸出精度高,交叉調整率好等優勢。
審核編輯:劉清
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原文標題:KP35001 | 高性能反激電路雙路輸出控制芯片
文章出處:【微信號:必易微,微信公眾號:必易微】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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