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启达CR5214满足六级能效替换SF6020 OB2510R

时间:2016-01-06 15:45
CR5214支持BJT的高精度、恒流/恒压、原边模式脉宽调制控制器

特征

l 低启动电流
l 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±4%
l 原边检测拓扑结构,无需TL431和光耦
l 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
l 可编程CC/CV模式控制
l 内置输出线电压补偿功能
l 内置初级电感量偏差补偿功能
l 内置前沿消隐电路 (LEB)
l 内置高低压过功率补偿
l 内置次级电压采样控制器
l VDD端过压保护
l 内置FB开路保护功能
l 内置CS开路保护功能
l 内置输出短路保护功能
l 欠压锁定保护功能
l 逐周期电流限制
l 过载保护
l 过温保护

l SOT23-5L封装
 

应用

l 手机/数码摄像机充电器
l 小功率电源适配器

l 电脑和电视机的辅助电源
l 替代线性调节器或RCC
 

产品概述

CR5214 是一款应用于小功率 AC/DC 充电器和电源适配器的高性能离线式脉宽调制控 制器。该芯片采用原边检测和调整的拓扑结构,因此在应用时无需 TL431 和光耦。 芯片内 置恒流/恒压两种控制方式,其典型的控制曲线如图所示。
 
在恒流控制时,最大输出电流和输出功率可以通过 CS 引脚的限流电阻 RS 设定。在恒压控制时,内置恒压 采样电路以及高精度的误差比较器基准电压保证了芯
片的高性能和高精度。此外,内置线损补偿电路保证了 从空载到满载条件下输出电压精度。芯片还具有极低的
静态工作电流(典型值为 650μA),在空载状态下,CR5214 工作在 PFM 模式,最小工作频 率可以达到 200Hz,所以芯片的待机功耗很低(可以满足待机功耗低于 100mW)。
CR5214 针对各种故障设计了一系列完善的保护措施,包括逐周期电流限制、峰值电流 限制、过压保护、FB 开路保护、CS 开路保护、输出短路保护、LEB、OTP、电源箝位和欠 压锁定功能。
启达

cr5214

引脚说明

 

引脚 名称 输入/输出 描述
1 FB IN 辅助绕组电压反馈输入端。此引脚通过一个电阻分压器
连接到反射输出电压的辅助绕组上。
2 GND Power 地。
3 CS IN 电流检测输入端。
4 BD OUT 功率三极管的基极驱动。
5 VDD Power 电源。

启达科技
cr5214
极限参数
 
参 数
VDD 电压 -0.3 to 30V
BD  电压 -0.3 to 7V
CS 输入电压 -0.3 to 7V
FB 输入电压 -0.3 to 7V
最小/最大工作结温 -40  ℃ to 150 ℃
最小/最大存储温度 -55  ℃ to 150 ℃
引脚温度(焊接时间 10 秒) 260℃

电气特性
(Ta=25°C  除非特殊说明, VDD=20V)
参数 描述 测试条件


单位
供电电源部分
IST 启动电流 VDD=17V   1 10 μA
IOP 工作电流 VDD=20V   0.8 1.5 mA
UVLO_ON 导通阈值电压   6.0 6.6 7.2 V
UVLO_OFF 关断阈值电压   17.2 18.4 19.6 V
VDD_OVP VDD OVP 触发电压 VDD 上升直至输出
关断
25 27 29 V
VDD_CLAMP VDD OVP 钳位电压 IVDD=10 mA 26.5 28.5 30.5 V
电流检测输入部分
TLEB LEB 时间     500   ns
VTH_OC_MAX 最大 OCP 过功率阈值
电压
  490 500 510 mV
TD_OC 过流检测控制延时     100   ns
误差放大器部分
VFB_REF 误差放大器的输入基
准电压
  1.98 2 2.02 V
TON_MAX 最大导通时间     20   μs
TPAUSE_MIN 最小关断时间     2   μs
TPAUSE_MAX 最大关断时间     5   ms
VFB_SHORT 输出短路阈值电压     0.6   V
TFB_SHORT 输出短路延时     13   ms
ICOMP_MAX 最大线补电流     55   μA
基极驱动部分
IBASE_MAX 最大基极驱动电流   25 30 37 mA
IBASE_RPE_OFF 关断前基极驱动电流   0.5 1 1.5 mA
RDS_ON       1   ohm
过温保护
OTP_TH 过温保护     155  

工作原理

CR5214 是一款低成本、高性价比的脉宽调制控制器,适用于离线式小功率 AC/DC 电 池充电器和电源适配器。它采用原边控制方式,因此不需要 TL431 和光耦。内置采样电路 能够提供高精度恒流/恒压控制,能够较好地满足大多数充电器的要求。
 

启动

CR5214 通过启动电阻提供从整流滤波高压端到 VDD 旁路电容的直流通路,为芯片提 供启动电流。CR5214 的启动电流非常低(典型值为 1μA),因此可以采用较大的启动电阻 从而减小待机功耗,同时保证 VDD 能够很快被充到 UVLO_OFF 以上,从而使芯片快速启动。
 

恒流/恒压工作

CR5214 作为充电器应用时,芯片首先工作在 CC 模式,并以恒定的输出电流对电池充 电,当电池电压达到满电压时迅速切换到 CV 工作模式,输出电压通过变压器绕组反馈到 FB 端,采样电路采样到的 FB 端电压与误差放大器基准电压比较放大以后再经过芯片内部 环路调节控制输出电压恒定。
 

工作原理

为了确保 CR5214 在 CC/CV 模式下正常工作,设计必须保证芯片工作在 DCM 模式。 在开关管导通期间,变压器初级电感电流以固定的斜率上升,在开关管关断时刻达到最
大值 ,同时初级绕组上的电流按照一定的匝比关系转移到次级绕组上,所以次级绕组上的 峰值电流为:

ob5210r
FB 端通过辅组绕组和 GND 之间的分压电阻进行采样。内置采样电路在退磁时间内设 置的时刻开始采样并保持到下一次采样,再将采样电压与误差放大器基准电压比较放大,根 据负载状态调整开关管关断时间来调整输出电压。
 

CC 工作点和输出功率可调

 CR5214 的 CC 工作点和输出功率可调通过调节 CS 端的外接电阻 RS,在 RS 比较大的情 况下,CC 工作点和输出功率都比较小,如图 2 所示。
cr5214

CR5214 采用芯片内部设置 LP FSW 为常数的方法克服了 CC 模式下最大输出电流随着初 级电感量的变化而改变的缺陷。
 

线损补偿

为了达到良好的负载调整率,CR5214 内部集成了线损补偿功能。FB 端的采样电压由两 部分组成:1、输出电压通过变压器绕组反馈到 FB 端的电压;2、芯片内部线损补偿电流流 过分压电阻所产生的电压,这个电流与开关管关断时间成正比,与负载电流成反比,所以使 得由于输出负载电流变化而导致的输出电压变化能够得到有效补偿。


最大补偿百分比为:
启达科技

CS 电流检测和前沿消隐

CR5214 的峰值电流检测通过检测 CS 脚的外接电阻 RS 上的电压,并且内部设计前沿消 隐电路滤除开关三极管在开启瞬间的电流尖峰,所以 CS 输入脚的 RC 滤波电路不再需要。
 

基极驱动电路

芯片驱动采用推拉式设计,提供外部三极管的基极驱动电流,这个电流被限制在最大
30mA。
 

保护电路

CR5214 为了确保系统的正常工作内置了多重保护措施。这些保护措施包括逐周期电流 限制、峰值电流限制、过压保护、FB 开路保护、CS 开路保护、输出短路保护、LEB、电源 箝位和欠压锁定等功能。芯片的供电电源 VDD 由辅助绕组提供。当 VDD 低于进入欠压锁 定的阈值电压时,开关将会被关断,随后系统自动进入重启状态。

 

特性曲线及波形

(VDD=20V, TA=25℃ 除了另作说明)。
cr5214

封装信息

SOT23-5L
cr5214

符号 毫米
  最小 典型 最大
A - - 1.35
A1 0.04 - 0.15
A2 1.00 1.10 1.20
A3 0.55 0.65 0.75
b 0.38 - 0.48
b1 0.37 0.40 0.43
c 0.11 - 0.21
c1 0.10 0.13 0.16
D 2.72 2.92 3.12
E 2.60 2.80 3.00
E1 1.40 1.60 1.80
e 0.95BSC
e1 1.90BSC
L 0.30 - 0.60
θ? 0 - 8?
L/F载体尺寸
(mil)
47*47 46*64


cr5214
产品型号 封装类型 包装材质 一盘 一盒 一箱
CR5214 SOT23-5L 编带 3000 30000 120000
 
产品最小订购量为 30000 片,即一盒的芯片数量。
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