SJ303-Datasheet-V3.0微孔雾化片专用驱动芯片

SJ303-V3.01/9微孔超声波雾化片专用驱动IC概述：SJ303是一颗由COMS工艺制造的专用IC，其内部主要部分集成有：高频PWM发生器、DC-DC升压控制器、MCU内核等资源。IC通过驱动2颗低内阻N沟道MOSFET来实现前端DC-DC高效率升压；和雾化片（超声波雾化片后面统一称为雾化片）驱动频率输出；由我司专利算法自动捕捉微孔雾化片的最佳谐振频率。特色：◆低待机功耗≤5微安◆自动扫描换能片中心频率◆频率支持EEPROM存储◆集成前段DC-DC升压功能◆EN脚兼容逻辑电平或按键控制◆极低的BOM成本◆批量生产一致性◆驱动频率范围：100Khz~120Khz（可定制）应用范围：◆加湿器◆超声波雾化器◆香薰系统◆消毒系统◆医疗超声波雾化系统◆环境调节系统◆移动式超声波雾化器工作环境：电压：DC2.4~5V温度：-30℃~80℃封装：标准化的SOP-8VSSFBDCPWMSCPWMVCCP1.5P1.4EN/KEY引脚功能：引脚符号功能1VCC电源正极2P1.5通用引脚，不用请留空3P1.4通用引脚，不用请留空4EN/KEYEN使能端口接控制信号，低电平为有效信号KEY外接轻触按键，单击按键后持续输出，再次单击停止输出5SCPWM雾化片谐振频率输出6DCPWMDC-DC升压PWM输出7FB反馈8VSS电源负极版本：◆2015-09-01初始版本V1.0◆2015-09-08更新计算公式V1.1◆2017-04-06更新芯片版本、增加型号◆2018-07-15更新使用说明V3.0SJ303-V3.02/9芯片功能说明：1.管脚P1.5：该管脚为数字引脚，支持数字输入和输出功能，如有需要我司可提供该管脚功能定制；正常使用该引脚悬空即可。2.管脚P1.4：该管脚为数字引脚，支持数字输入和输出功能，如有需要我司可提供该管脚功能定制；正常使用该引脚悬空即可。3.管脚EN/KEY：该管脚为数字引脚，仅支持输入功能，内部设有上拉电阻，作为控制引脚有2种输入方式，对应2种不同尾缀的芯片（仅控制逻辑不同，其它均为一致）；1.该引脚作为EN功能（芯片尾缀为E836），此时当该引脚输入电平为低电平的情况下芯片启动雾化功能，直至该引脚为高电平的情况下芯片进入待机状态；2.该引脚作为KEY功能（芯片尾缀为89E3），此时该引脚只需要输入一个≥50mS的低电平脉冲信号芯片随即启动雾化功能，直至该引脚再次输入一个≥50mS的低电平脉冲信号随即进入待机状态；当控制信号和芯片的供电电压不相等的情况下为避免出现漏电流，可以使用一个NPN的三极管对该引脚输入有效低电平信号；下文中均不再介绍该引脚功能。4.管脚SCPWM：该管脚为数字引脚，提供雾化片谐振频率输出，扫频阶段该管脚的输出频率可以在100Khz-120Khz之间变化，如有特殊定制需要该管脚的最大输出频率可以在50Khz-300Khz之间输出。5.管脚DCPWM：该管脚为数字引脚，提供前端升压的功能，可以将输入在一定范围内变化的电压升压到一个恒定的电压，使得输入电压在一定范围内变化不会影响到雾化片的雾化量大小变化。6.管脚FB：该管脚为模拟引脚，同时提供雾化片谐振频率的反馈和DC-DC升压后的电压反馈，依据我司专利的算法提供雾化片的最佳谐振频率捕捉功能。7.芯片上电后会有50mS的初始化周期，该周期内芯片处于初始化状态，此时芯片不会对外部信号做出响应。芯片电气参数：参数范围单位电源电压VCC-0.3~6.0V工作电流≤10mA待机电流≤5uA引脚输入电压-0.3~VDD+0.3FB≤1.2V工作温度-30~+80℃存储温度-55~+150℃焊接温度，时间220℃，10秒DCPWM驱动电流27mA@VDD=5V11mA@VDD=3VSCPWM驱动电流27mA@VDD=5V11mA@VDD=3VSJ303-V3.03/9芯片外围拓扑电路：拓扑电路A使用说明：1.该电路为全功能使用拓扑，VCC输入电压支持从2.4V-5V范围内变化，且雾化片出雾量大小不受输入电压的变化而变化；锂电池供电的状态下推荐使用该拓扑。2.使用说明：a)电路的电源输入为VCC和GND，输入电压不能超过芯片支持的最大输入电压。b)雾化片连接到OUTA和OUTB位置c)R2/R5构成了DC-DC升压的反馈信号，该信号为模拟信号，参考电压为1V，通过调整R2和R5的分压比DC-DC升压电路的输出电压可以在VCC-D1VF~8V之间调节，DC-DC升压电路的输出电压及分压电阻的计算公式为DCOUT=1∗R2+R5R5且R2+R5≤600KΩ，R2+R5的阻值会影响电路的静态功耗和电路的抗干扰能力，在不考虑的静态功耗的情况下推荐使用小一点的阻值以提高电路的抗干扰能力，在保持L2不变的情况下改变升压之后的电压可以在一定的范围内实时调整雾化量。d)元器件选用C1电解电容容值大于100uF即可，如使用陶瓷电容可降低为最低要求的1/5L1绕线功率电感，电感的IDC需≥1AQ1N极性MOSFET、VDS≥20V、ID≥2A、QG≤15nC、CISS≤500pFD1推荐使用肖特基二极管，耐压≥20V、电流≥1ADZ1DZ1和R1构成了一个升压钳位保护，在电路分压电阻设置错误的情况下可保护电路，如在意成本可不要，不使用该元器件不会对电路功能造成影响。C2电解电容容值大于200uF即可，如使用陶瓷电容可降低为最低要求的1/5L2线绕升压电感，该电感我司可配套提供，可选规格有UPA20200/UPA25200/UPA30200Q2N极性MOSFET、VDS≥50V、ID≥2A、QG≤15nC、CISS≤500pFC4该电容为可选，该电容在雾化片开路的状态下为电路提供了保护功能，避免了L2电感进入开环饱和状态，该电容的容值可以在0.47nF-1nF之间选择，容值越小雾化片开路的状态下电路的工作电流也会越小，但是该电容会降低雾化片的雾化效率，如果不需要在正常工作的情况下移除雾化片建议不使用该电容。注：○1二极管我司推荐使用MDD品牌，MOSFET推荐使用NCE（无锡新洁能）○2芯片提供的驱动电流可以在整体功率≤2瓦的情况下使MOSFET的表面温度低于70℃，如对效率要求极高可参考后面拓展应用部分○3使用该拓扑的情况下我司可根据需求定制多档位出雾量SJ303-V3.04/9拓扑电路B使用说明：1.该电路为低成本拓扑，VCC输入电压范围为3V-5V，输入电压在该范围内变化的同时雾化量也会跟随变化，变化趋势和输入电压成正比，如可接受雾化量的变化则使用该电路可以有效的降低BOM成本，当电路上有固定输入电压的情况下使用该电路可以降低成本，同时由于没有了升压损耗，还可以提升电路的工作效率。2.使用说明：a)电路的电源输入为VCC和GND，输入电压不能超过芯片支持的最大输入电压。b)雾化片连接到OUTA和OUTB位置c)RS1/R1/R3构成了FB的反馈信号，该信号为模拟信号，FB管脚最大支持输入电压为1.2V，最小支持输入电压为0.3V，因此R1/R2的分压需根据输入电压计算避免分压后超过1.2V或者低于0.3V，注意R1+R2≤600KΩ，该阻值会影响电路的静态功耗和电路的抗干扰能力，在不考虑的静态功耗的情况下推荐使用小一点的阻值以提高电路的抗干扰能力，该电路如果需要调整工作功率或者雾化量只能通过调整VCC输入电压或者更换L1的方式进行。d)元器件选用C1电解电容容值大于100uF即可，如使用陶瓷电容可降低为最低要求的1/5RS1反馈取样电阻，该电阻热散耗功率根据电路总功率选择，输入电压为5V，雾化总功率≤2W的情况下取1/4W，阻值根据实际情况选择，选择范围为0.8R-2R，阻值越大抗干扰性能越好，阻值越小电路的效率越高C2电解电容容值大于200uF即可，如使用陶瓷电容可降低为最低要求的1/5L1线绕升压电感，该电感我司可配套提供，可选规格有UPA10200/UPA15200/UPA20200/UPA25200/UPA30200，不同规格对应不同的工作功率Q1N极性MOSFET、VDS≥50V、ID≥2A、QG≤15nC、CISS≤500pFC4该电容为可选，该电容在雾化片开路的状态下为电路提供了保护功能，避免了L2电感进入开环饱和状态，该电容的容值可以在0.47nF-1nF之间选择，容值越小雾化片开路的状态下电路的工作电流也会越小，但是该电容会降低雾化片的雾化效率，如果不需要在正常工作的情况下移除雾化片建议不使用该电容。注：○1MOSFET推荐使用NCE（无锡新洁能）○2芯片提供的驱动电流可以在整体功率≤2瓦的情况下使MOSFET的表面温度低于70℃，如对效率要求极高可参考后面拓展应用部分SJ303-V3.05/9拓扑电路C使用说明：1.该电路适用于当输入电压超出芯片支持电压的情况，VCC输入电压范围为5V-24V，输入电压在该范围内变化的同时雾化量也会跟随变化，变化趋势和输入电压成正比，当电路上有固定输入电压，且输入电压高于芯片支持电压的情况下使用该电路。2.使用说明：a)电路的电源输入为VCC和GND，输入电压不能超过18V超出此电压后由于L1的耦合系数下降会导致电路工作异常。b)雾化片连接到OUTA和OUTB位置。c)RS1/R1/R3构成了FB的反馈信号，该信号为模拟信号，FB管脚最大支持输入电压为1.2V，最小支持输入电压为0.3V，因此R1/R2的分压需根据输入电压计算避免分压后超过1.2V或者低于0.3V，注意R1+R2≤600KΩ，该阻值会影响电路的静态功耗和电路的抗干扰能力，在不考虑的静态功耗的情况下推荐使用小一点的阻值以提高电路的抗干扰能力，该电路如果需要调整工作功率或者雾化量只能通过调整VCC输入电压或者更换L1的方式进行。d)元器件选用C1电解电容容值大于100uF即可，如使用陶瓷电容可降低为最低要求的1/5RS1反馈取样电阻，该电阻热散耗功率根据电路总功率选择，输入电压为12V，雾化总功率≤2W的情况下取1/4W，阻值根据实际情况选择，选择范围为1.5R-3R，阻值越大抗干扰性能越好，阻值越小电路的效率越高C2电解电容容值大于200uF即可，如使用陶瓷电容可降低为最低要求的1/5L1线绕升压电感，该电感我司可配套提供，可选规格目前仅有UPA110200，对应的工作电压为12V，功率为1.8W，如需要其它工作电压我司可提供定制Q1N极性MOSFET、VDS≥50V、ID≥2A、QG≤15nC、CISS≤500pFC4该电容为可选，该电容在雾化片开路的状态下为电路提供了保护功能，避免了L2电感进入开环饱和状态，该电容的容值可以在0.47nF-1nF之间选择，容值越小雾化片开路的状态下电路的工作电流也会越小，但是该电容会降低雾化片的雾化效率，如果不需要在正常工作的情况下移除雾化片建议不使用该电容。VR1该器件为线性稳压器，根据实际情况选择型号即可注：○1MOSFET推荐使用NCE（无锡新洁能）○2芯片提供的驱动电流可以在整体功率≤2瓦的情况下使MOSFET的表面温度低于70℃，如对效率要求极高可参考后面拓展应用部分SJ303-V3.06/9其它说明：1.更新说明：该芯片从V2.0版本开始至此版本核心功能均没有变化（本次更新了部分功能的描述以便更容易理解），我司从V2.0版本开始专注于电路工作效率的提升，以上最新的应用仅更新了芯片的外围拓扑部分，以提高电路的工作效率，芯片的本体部分未做更改，因此原使用老版本拓扑的客户无需更新到新的拓扑也能够正常使用，如需要提高电路工作效率可考虑更新导入；注意从V2.0版本开始不再提供MSOP8封装。2.关于驱动波形的解答关于部分客户反映应用我司技术的过程中发现驱动波形差异的问题，经过我司近2年的测试和对比，雾化片的驱动波形上，半波和全波对于雾化片的工作效率等均没有任何差距，和我司基于压电陶瓷的工作原理理论分析一致，影响雾化片工作效率的仅有谐振频率，影响雾化片出雾量大小的仅有VPP，即雾化片工作电压的峰峰值，在相同峰峰值电压的情况下无论哪种波形雾化片的出雾量、温度和工作效率均为一致，因此本着电路效率提高的目