OB2570TCPA-H 芯片详解

数据来源:On-Bright(昂宝)OB2570x Preliminary Datasheet(OB_DOC_DS_2570x00)

一、芯片简介

OB2570x 是昂宝电子(On-Bright)出品的一款高性能准谐振(QR)模式初级侧调节(Primary-Side Regulation, PSR)电源开关芯片。它把 PWM 控制器和高压功率 MOSFET 集成在同一颗 SOP8 封装里,专门针对中等功率的 AC/DC 充电器、适配器应用。

核心卖点一句话总结:无需光耦和 TL431 就能做恒压(CV)+ 恒流(CC)输出,外围极简、成本低、效率高。

主要特性:

  • 初级侧采样与调节,QR 模式工作,省去 TL431 和光耦
  • 全电压输入下高精度的恒压 / 恒流调节(CV / CC)
  • CV、CC 调节点均可编程
  • 内置功率 MOSFET
  • 动态响应好
  • 内置线电压补偿(CV/CC 在全电压下更稳)
  • 内置固定线损补偿(cable compensation)
  • 内置初级电感量补偿、控制环路补偿
  • 内置前沿消隐(LEB)
  • 超低启动电流、低工作电流(空载 < 75mW)
  • 完整的自恢复保护:VDD OVP、UVLO、逐周期限流、OLP、SCP、OTP

典型应用:手机充电器、平板电源、AC/DC 适配器、机顶盒电源。


二、封装与订购信息

OB2570x 提供多种尾缀,区别主要在 MOSFET 耐压(BVdss) 、导通电阻(Rdson) 和 线损补偿比例:

型号 封装 包装 BVdss Rdson(典型) 线损补偿
OB2570PCP SOP8 管装 Tube 630V 4 Ω 6%
OB2570PCPA SOP8 卷带 T&R 630V 4 Ω 6%
OB2570TCP-H SOP8 管装 Tube 650V 2.2 Ω 2%
OB2570TCPA-H SOP8 卷带 T&R 650V 2.2 Ω 2%

热阻参数 :SOP8 封装 RθJA = 150 ℃/W(结到环境)。由于 DRAIN(漏极)承担了功率散热,PCB 上需要给漏极引脚大面积铺铜。

封装机械尺寸(SOP8,单位 mm / inch):

符号 Min(mm) Max(mm) Min(in) Max(in)
A 1.350 1.750 0.053 0.069
A1 0.050 0.250 0.002 0.010
A2 1.250 1.650 0.049 0.065
b 0.310 0.510 0.012 0.020
c 0.100 0.250 0.004 0.010
D 4.700 5.150 0.185 0.203
E 3.800 4.000 0.150 0.157
E1 5.800 6.200 0.228 0.244
e 1.270(BSC) --- 0.050(BSC) ---
L 0.400 1.270 0.016 0.050
θ 0° 8° 0° 8°

三、引脚定义与使用方法(重点)

OB2570x 采用 SOP8 封装,引脚排列(俯视,圆点/标记在第 1 脚侧):

复制代码
           ┌─────────┐
    VDD 1 ─┤ ●       ├─ 8 DRAIN
    GND 2 ─┤         ├─ 7 DRAIN
     FB 3 ─┤         ├─ 6 DRAIN
     CS 4 ─┤         ├─ 5 DRAIN
           └─────────┘

注意:第 5、6、7、8 脚全部是 DRAIN(漏极) ,4 个引脚并联接到内部 MOSFET 的漏极,主要目的就是加大散热面积。Layout 时一定要给这几个脚大面积铺铜。

引脚功能表

引脚号 引脚名 类型 功能描述 外部使用方法
1 VDD P(电源) 芯片供电脚 接 VDD 旁路电容到 GND;启动阶段由启动电阻从母线经辅助绕组充电,启动后由变压器辅助绕组经二极管供电。工作范围 9~25V
2 GND P(地) 芯片地 / 功率地参考 直接接输入滤波电容负极;与功率采样电阻、辅助绕组负极单点相连
3 FB I(输入) 反馈电压输入,来自辅助绕组 通过辅助绕组与 GND 之间的电阻分压网络接入,采样辅助绕组电压(反映输出电压)。典型基准 2.0V
4 CS I(输入) 电流采样输入 通过电流采样电阻 Rs 接到 GND,检测初级峰值电流,用于逐周期限流和 CC 控制
5~8 DRAIN O(输出) 内部 MOSFET 漏极输出 直接接变压器初级绕组的一端(另一端接高压母线);4 脚并联,铺铜散热

各引脚使用要点

1 脚 VDD(供电)

  • 必须在靠近芯片处放置 VDD 旁路电容 (典型 10μF 电解 + 0.1μF 陶瓷),且电容负极要先连到 IC 的 GND 脚,再单点接到输出电容负极。
  • 启动电流极小(典型 5μA,最大 15μA),因此可以用大阻值启动电阻(如几百 kΩ~几 MΩ)从整流母线取电,既可靠启动又把启动损耗压到最低。
  • 启动后由辅助绕组供电,VDD 电压范围 9~25V;超过 VDD_OVP(典型 28V)会触发过压保护。

2 脚 GND(地)

  • 是芯片所有控制信号的参考地。Layout 上要把"输入功率环路地"和"IC 控制地"分开,最后在输入电容负极单点汇接(见 Layout 章节),否则开关噪声会串入 FB/CS 导致误动作。

3 脚 FB(反馈)

  • 这是初级侧调节的"眼睛"。辅助绕组电压通过电阻分压送到 FB,芯片在退磁过程的中点采样该电压并保持到下次采样,与内部 2.0V 基准比较,调节关断时间从而稳压。
  • 分压电阻上臂电阻 Rup 还参与 CC 线电压补偿(见公式 5),不能随意取值。
  • 内部 OVP 阈值 V_OVP = 2.6V(典型),FB 超过该值即触发输出过压保护。

4 脚 CS(电流采样)

  • 外接采样电阻 Rs 到地,Rs 的大小直接决定 CC 点和最大输出功率:Rs 越大 → CC 点越小 → 输出功率越小(反之亦然)。
  • 内置 LEB(前沿消隐 325ns) ,会砍掉 MOSFET 开通瞬间电流尖峰,所以CS 脚无需外加 RC 滤波。
  • 过流阈值最大 800mV,DPFM 模式最小 CS 阈值 175mV。

5~8 脚 DRAIN(漏极)

  • 4 个脚都是内部 MOSFET 漏极,外接变压器初级绕组。耐压 650V(TCP-H 系列)。
  • 因为是主要发热源,PCB 上要加宽走线、增大铜皮面积散热(绿区)。

四、主要电气参数

测试条件:TA = 25℃,VDD = 18V(除非特别注明)。

4.1 供电与欠压锁定(VDD Section)

符号 参数 测试条件 最小 典型 最大 单位
I_start-up 启动电流 VDD=UVLO_OFF-1V --- 5 15 μA
I_standy 待机电流 --- --- 0.22 0.30 mA
Iop_s 工作电流 FB=1V, gate 无载 --- 1.5 2.0 mA
UVLO(OFF) 欠压锁定退出 --- 13.8 15.4 16.6 V
UVLO(ON) 欠压锁定进入 --- 6.5 7.0 7.5 V
VDD_OVP VDD 过压保护 --- 26 28 30 V

4.2 电流采样(CS Section)

符号 参数 最小 典型 最大 单位
TLEB 前沿消隐时间 --- 325 --- ns
TD_OC 过流传播延迟 --- 100 --- ns
Vth_ocp_max 最大过流阈值 --- 800 --- mV
Vcs_dpfm DPFM 模式最小 CS 阈值 --- 175 --- mV

4.3 反馈与 CC 环(FB / CC Section)

符号 参数 最小 典型 最大 单位
Vref_fb 反馈基准电压 1.98 2.0 2.02 V
V_OVP 输出过压阈值 2.5 2.6 2.7 V
Vref_cc CC 环基准 329 335 341 mV
Gm CC 积分器跨导 --- 1 --- μS
Δcable_max/Vout 最大线损补偿比 OB2570PCP: 6% / OB2570TCP-H: 2%

4.4 频率与温度(Timer / OTP)

符号 参数 最小 典型 最大 单位
Fs_max CV/QR 最大频率 85 90 95 kHz
Fmin 最小开关频率 0.9 1.0 1.1 kHz
OTP_int_enter 内部 OTP 进入温度 --- 150 --- ℃
OTP_int_exit 内部 OTP 退出温度 --- 130 --- ℃

4.5 内置 MOSFET

符号 参数 OB2570PCP OB2570TCP-H 单位
BVdss 漏源击穿电压 630 650 V
Rdson 静态导通电阻 4 2.2 Ω

4.6 绝对最大额定值(切勿超越)

参数 额定值
VDD 电压 -0.3 ~ 30 V
FB 输入电压 -0.3 ~ 7 V
CS 输入电压 -0.3 ~ 7 V
工作结温 TJ -40 ~ 150 ℃
工作环境温度 TA -20 ~ 85 ℃
存储温度 Tstg -55 ~ 150 ℃
引脚焊接温度(10s) 260 ℃

推荐工作条件 :VDD 供电电压 9 ~ 25V。


五、工作原理简述

OB2570x 是多模式(Multi-mode) PWM 控制器,根据负载自动切换:

  1. 满载 / 正常负载 :工作在 QR(准谐振)模式,最大开关频率内部限制在 90kHz(典型),全电压范围内效率都很高。
  2. 轻负载 :进入 PFM 模式 + 谷底开关(valley switching),降低开关损耗。
  3. 极轻负载 :开关频率可降到 1kHz,把待机功耗压到 75mW 以下。

CV(恒压)原理:变压器辅助绕组电压正比于输出电压(公式 2)。通过 FB 脚电阻分压,在退磁中点采样并保持,与 2.0V 基准比较,调节 MOSFET 关断时间 → 稳定输出电压。

CC(恒流)原理 :芯片采样 CS 峰值电流和退磁时间,利用公式调节,使输出电流恒定,与初级电感量无关 。CC 基准 Vref_cc = 335mV,改变 CS 脚外接采样电阻 Rs 即可调整 CC 点和最大输出功率。


六、保护功能一览

全部为**自恢复(auto-recovery)**型保护:

保护 说明
逐周期限流(Cycle-by-Cycle) 通过 CS 电阻实时检测,过流传播延迟仅 100ns
VDD OVP VDD 超过典型 28V 触发
输出 OVP FB 超过 2.6V 触发
UVLO VDD 低于 7V 进入、高于 15.4V 退出,带迟滞
OLP 反馈开路保护(光耦/分压异常)
SCP 输出短路保护
OTP 内部过温保护:结温 >150℃ 关断内部 MOSFET,<130℃ 恢复

七、PCB Layout 关键注意事项

  1. 减小功率环路面积 :初级电流环路、吸收电路(snubber)、次级整流环路面积尽量小,以降低 EMI 辐射。DRAIN 引脚加大铺铜面积散热(绿区),走线要宽而短。
  2. 旁路电容与分压电阻就近放置 :VDD 旁路电容、FB 分压电阻尽量靠近芯片引脚;VDD 电容负极和 FB 下分压电阻要先连到 IC 的 GND 脚,再单点接到输出电容负极(蓝线)。
  3. 地平面分离 :输入功率环路地与 IC 控制地应分开,在输入电容负极单点汇接(白区),包括功率采样电阻、辅助绕组负极、IC GND。

八、典型应用框图(反激拓扑)

OB2570x 用于**反激(Flyback)**架构:

  • 交流输入 → 整流桥 → 高压母线电容
  • 启动电阻从母线给 VDD 充电 → 芯片启动
  • 变压器初级绕组接 DRAIN,辅助绕组经二极管给 VDD 供电
  • 次级绕组 → 整流二极管 → 输出滤波电容 → 负载
  • FB 脚接辅助绕组分压;CS 脚接采样电阻到地

(详细原理图与推荐 Layout 见原厂 Datasheet 第 9 页 Fig.6 / Fig.7)


九、总结

OB2570TCPA-H 是一颗高度集成的初级侧调节 QR 电源芯片:

  • 8 个引脚里,4 个(5~8)是 DRAIN 漏极用于散热和接变压器初级;
  • 1 脚 VDD 供电(9~25V,自带启动/欠压/过压保护);
  • 2 脚 GND 是参考地,Layout 要单点接地;
  • 3 脚 FB 接辅助绕组分压,负责恒压采样与线损补偿;
  • 4 脚 CS 接采样电阻,负责恒流与逐周期限流,调整 Rs 即可改输出功率。

凭借"无光耦/TL431 + 内置 650V MOSFET + 多重补偿与保护",它非常适合做 5~20W 级别的手机/平板充电器和适配器,外围元件少、BOM 成本低,是入门和量产反激电源的经典选择。

相关推荐
Eloudy2 个月前
从源码编译安装 KLayout
人工智能·ic·ic agent
m0_547486662 个月前
《CMOS模拟集成电路》全套PPT课件2026
ic·集成电路·模拟集成电路·cmos集成电路
啄缘之间3 个月前
5.1 uvm‑component 的层级结构管理? new (name,parent) 参数
开发语言·笔记·学习·ic·uvm·sv
lzx186488437024 个月前
【AH8966】可替代 KP3211 非隔离 AC110220V转12V 0.5A 降压转换芯片
人工智能·单片机·嵌入式硬件·集成测试·硬件工程·ic
【ql君】qlexcel5 个月前
开关电源变压器参数、反激开关电源、漏感
开关电源·变压器参数·反激开关电源·漏感
lzx186488437026 个月前
锂电池11V升23V 1.2A恒流升压DC-DC转换芯片_AH1102
嵌入式硬件·集成测试·硬件工程·ic
lzx186488437027 个月前
AH1008:一款宽输入10-55V,输出5V/5A的高效同步整流降压DC-DC转换器
嵌入式硬件·集成测试·硬件工程·ic
bu_shuo7 个月前
集成电路(IC)的常见封装形式
ic·集成电路·dip·封装·sop
Eloudy8 个月前
Ubuntu 搭建 Chisel 开发环境备忘
ic·fpga