特性
DK124 是一款离线式开关电源芯片,最大输出功率达到 24W。内部集成了 PWM 控制器、700V 功率管和初级峰值电流检测电路,并采用了可以省略辅助供电绕组的专利自供电技术,极大简化了外围应用电路,减少了原件数量,电路尺寸和重量,特别适用于成本敏感的反激式开关电源。
- 全电压输入 85V---265V
- 内置 700V 高压功率管
- 内部集成了高压启动电路,无需外部启动电阻
- 内置 16mS 软启动电路
- 内置高低压功率补偿电路,使高低压最大输出功率保持一致
- 专利的自供电技术,无需外部辅助绕组供电
- 内置频率调制电路,简化了外围 EMI 设计成本
- 完整的过压、过温、过流、过载、输出开路/短路保护
引脚


框图

参数
功能
上电启动
上电启动时,芯片通过内部连接 OC 和 VCC 引脚的高压电流源,对外部的 VCC 储能电容充电,当 VCC 电压升高到 5V 的时候,关闭高压电流源,启动过程结束,控制逻辑开始输出 PWM 脉冲。
软启动
上电启动后,芯片开始输出 PWM 脉冲。为防止瞬时的输出电压过冲,变压器磁芯饱和,功率管和次级整流管应力过大,芯片内置 16mS 软启动电路,在 16mS 内,会逐渐增加PWM 的开通时间,使功率管的峰值电流从 100mA 线性增加到最大峰值电流。
反馈控制
芯片采用逐周期限值峰值电流的 PWM 控制方式, 通过侦测 FB 的反馈电压来调节限制电流。
当 PWM 开通后,芯片检测功率管输出电流,直到功率管输出电流达到当前的限制电流后关断功率管,等待下一个 PWM 开通周期。
FB 电压在 1.5V-2.5V 之间会线性的调节限制电流。1.5V 对应最大限制电流,2.5V 对应最小限制电流。当负载加重时,FB 电压会逐渐降低;反之则 FB 电压会逐渐升高。
当负载过重,FB 电压小于 1.5V 时,芯片会进入短路或者过载保护的判定。当负载很轻,FB 电压大于 2.5V 时,控制电路会将 PWM 的开关频率由 65KHz 减小到 22KHz,并以最小开通时间开通。当负载更轻时,FB 电压会继续升高;当 FB 电压高于 2.8V 时,控制电路停止 PWM 输出,芯片进入待机突发模式。
待机突发模式
待机时,FB 电压会升高到 2.8V 以上,芯片停止 PWM 输出。当输出电压略微下降,FB 电压低于 2.8V 时,芯片会重新输出一些 PWM 脉冲来维持设定的输出电压;这种突发的输出方式,可以实现较低的待机功耗。
频率调制
为了满足EMI的设计要求,降低EMI的设计复杂度和成本,芯片内设有一个频率调制电路,PWM 的频率将以65KHz为中心,以0.5KHz 的步进频率在16个频率点上运行。
自供电
芯片使用了专利的自供电技术,控制VCC的电压在5V左右,提供芯片自身的电流消耗,这样可以省略外部变压辅助绕组,简化变压器的设计。
峰值电流保护
任何时候芯片检测到内部功率管的峰值电流超过1.3A时,立即关断功率管,保护功率管和相应器件免于破坏。
恒定功率控制
为了防止高压时输出过功率,芯片内置了高低压功率补偿电路,使不同电网电压输入时的最大输出功率基本一致。
电源异常
因外部异常导致VCC电压低于3.6V时,芯片将关断功率管,进行重新启动。
因外部异常导致VCC电压高于6.5V时,立即启动VCC过压保护,停止输出脉冲,直到VCC过压状况解除。
功率管过压保护
次级开路,输入母线电压过高,变压器漏感过大,都会引起功率管 OC 较高的尖峰电压;
为保护功率管不被破坏,当电路检测到功率管 OC 电压超过 600V 时,会立即拉高 FB 电压,停止输出 PWM 脉冲,直到功率管过压状况解除。
短路和过载保护
次级输出短路或者过载时,FB 电压会低于 1.3V;
在某些应用中,由于电机等感性负载在启动时需要较高的启动电流,可能导致电路短时间的过载,因此芯片第一次过载保护
的判定时间是 512mS。如果 FB 电压在 512mS 内恢复正常,芯片不会判定过载或短路;如果 FB 电压在 512mS 内始终低于 1.3V,则判定为次级输出短路,立即启动短路保护,并将短路保护判定时间缩短为 32mS,直到短路状况解除。
过温保护
任何时候检测到芯片温度超过 130℃,立即启动过温保护,停止输出脉冲,直到过温状况解除。
应用电路
12V2A 反激式开关电源
设计要点
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功率器件是需要散热的,芯片的主要热量来自功率开关管,功率开关管与引脚C相连接,所以在PCB布线时,应该将引脚C外接的铜箔面积加大并做镀锡处理,以增大散热能力,适当的和变压器等发热元件拉开距离,减小热效应;同时这个部分也是交流信号部分,在EMI/EMC设计时这个位置尽量远离输入部分,尽量减小电磁/电容耦合;
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芯片的OC引脚是芯片的高压部分,最高电压可达600V以上,所以在线路布置上,要与低压部分保证1.5mm以上的安全距离,以免电路出现击穿放电现象;
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变压器的漏感:由于变压器不是理想器件,在制造过程中一定会存在漏感,漏感会影响到产品的品质和安全,所以要减小。漏感量应控制在电感量的5%以内,三明治绕法方式可以减小漏感;