sm7012待机电源控制芯片 BUCK电路应用方案

SM7012AC/DCPWM功率开关-1-SM7012特点宽电压85~265Vac输入待机功耗小于120mW@220Vac集成高压启动电路集成高压功率开关9V~38V宽VDD工作电压电流模式PWM控制方式内置过温、过流、过压、欠压锁定等保护功能SM7012兼容VIPer12管脚（不需要修改电路走线及变压器）封装形式：DIP8、SOP8应用领域典型电磁炉BUCK电路应用方案小功率充电器小功率适配器待机电源DVD、DVB以及其他便携式设备电源概述SM7012是采用电流模式PWM控制方式的功率开关芯片，集成高压启动电路和高压功率管，为低成本开关电源系统提供高性价比的解决方案。芯片VDD的工作电压范围宽，很方便的应用于充电器领域。芯片提供了过温、过流、过压、欠压等保护功能，保证了系统的可靠性。管脚图SM7012DIP8/SOP8输出功率表输入电压85Vac～265Vac180Vac～265Vac输出功率8W13W注：输出功率10W以上，建议根据实际方案增加散热措施：增加独立散热片；其他散热措施。典型示意电路图Vou+Vout-EMIFilterAC876512GNDDRAINSM7012GNDFBVDD34DRAINDRAINDRAINv1.6SM7012AC/DCPWM功率开关v1.6-2-内部方框图内部电源产生电路--+8V/14.5V前沿消隐电路--+振荡电路SR1R2R30.23VS2R1QQGNDDRAINFBVDD基准电路LVDDVREF过温保护电路欠压保护电路S1过压保护电路VDD钳位电路230ohm1Kohm驱动管脚说明名称管脚序号管脚说明GND1,2芯片地，同时也是内置高压MOS管SOURCE端口FB3反馈输入端口VDD4芯片电源端，工作电压范围可达9V——38VDRAIN5,6,7,8内置高压MOS管的DRAIN，同时芯片启动时，也做芯片的启动SM7012AC/DCPWM功率开关v1.6-3-极限参数极限参数(TA=25℃)符号说明范围单位VDS(max)芯片DRAIN脚最高耐压-0.3～730VVDS(ST)芯片启动时，DRAIN脚最高耐压-0.3～400VVDD芯片电源电压-0.3～38VIvdd嵌位电流10mAIFB最大反馈电流3mAVESDESD电压4000VTJ结温-40～150℃TSTG存储温度-55～150℃热阻参数符号说明SM7012单位RthJA热阻(1)45℃/W注（1）：芯片要焊接在有200mm2铜箔散热的PCB板，铜箔厚度35um，铜箔连接到所有的GND脚。电气工作参数(除非特殊说明，下列条件均为TA=25℃，VDD=18V)符号说明条件范围单位最小典型最大BVDS漏源击穿电压730VVIDSSDRAIN端关断态漏电流0.1mARDS(on)源漏端导通电阻ID=0.2A19OhmVDDONVDD开启电压1314.516VVDDOFFVDD关闭电压789VVDDHYSVDD迟滞阈值电压6.5VVDDOVPVDD过压保护阈值39VIDD1VDD工作电流IFB=2.0mA0.4mAIDD2VDD工作电流IFB=0.5mA;ID=50mA1.0mAIDDCH芯片充电电流VDS=100V;VDD=5V-220uAFOSC芯片振荡频率60KHzGIDIFB/IDRAIN增益320ILIMIT峰值电流阈值VFB=0V400mAIFBSDFB关断电流0.9mARFBFB输入电阻ID=0mA1.23KohmTLEB前置消隐时间300nSTON(min)最小导通时间700nSTOVT过温保护温度150℃THYS过温迟滞阈值温度30℃SM7012AC/DCPWM功率开关v1.6-4-功能表述F11A/250VacC10.1UF/275VT140mHD1~D41N4007C222UF/400VC3102/1KVR156KT2D5FR107D6FR107R210RC44.7UF/50VU2APC817BU2BPC817BC5102Y1102/250VD7SR360C6680UF/10VL15UHC7680UF/10VR3470RR42.2KR55.1KR65.1KC8104Vout+R712KU3TL431U1ACVout-87651234GNDFBSM7012GNDVDDDRAINDRAINDRAINDRAIN电路图说明上图中D1-D4、C2组成全波整流，D5、R1、C3组成RCD吸收回路，消除变压器T2漏感产生的尖峰电压，避免击穿SM7012内部的高压MOS管。输出部分U3、U2、R5、R6、R3、R4、C8组成采样反馈电路，R5、R6决定系统的输出电压，输出电压VOUT等于：2.5VR66R5VOUTRR3、R4限制U2光耦PC817B的电流，避免影响反馈回路。C8的加入使得系统反馈更加稳定，避免振荡。VDD电压部分SM7012芯片工作电压范围宽，达到9V——38V，此特性可以很方便的应用在某些特殊的领域，比如电池充电器等。当开关电源启动后，C2电容上的电压会通过T2原边线圈、芯片内部的高压启动MOS管向芯片VDD电容C4充电。当C4电容电压达到16V，内部高压启动MOS管关闭，同时PWM开启，系统开始工作。当C4电容电压下降到9V以下，关闭PWM信号，同时芯片将会产生复位信号，使系统重新启动。这就是欠压保护。SM7012AC/DCPWM功率开关v1.6-5-FB部分DRAINR2GND+-0.23VPWMcontrolR1FBVDDIDISIFB通过高压MOS的电流ID分成两个部分，其中一部分为IS，这部分电流为芯片采样电流。IS与ID成比例关系：SIDDI•G=I通过上图可知：VRIIFBS23.02)(，由此可以得到：-FBSI-2RV230=I.以上公式合并，可得到：SM7012AC/DCPWM功率开关v1.6-6-).(FBIDDI-2RV230•G=I如果将FB脚对地短接，此时IFB的电流等于：1RV230-=IFB.再将上式合并，最终得到IDLIM：)(.2R1+1R1•V230•G=IIDDLIM然而在实际应用中，FB脚是上拉的方式接入到VDD，不可能对地短路。当系统启动或者短路时，此时FB脚的电压比较接近于0V，通过内部高压MOS管漏极电流则为最大值IDLIM。FBDIDIΔIΔ=G1RV230-=IFB.从上图可以看出，IFB电流大，ID的电流就小；IFB电流小，ID的电流就大。当IFB的电流大于IFBSD时，芯片会关闭PWM，此时的ID的值大约为85mA，同时芯片会自动进入突发模式。这对于系统工作在空载或者轻载至关重要。过压保护当芯片VDD的电压超过VDDOVP时，会触发内部复位信号，导致系统重新启动。SM7012AC/DCPWM功率开关v1.67典型应用方案BUCK电路—电磁炉应用方案原理图：D7D5D6R1C1C2C3C4ZD1C5C6L118V5VF1U1D1-D4C787651234GNDFBSM7012GNDVDDDRAINDRAINDRAINDRAINACBOM表：位号参数位号参数D1、D2、D3、D41N4007C34.7uF/50VD5BYV26CC4104D6UF4007C5220uF/25VD7BYV26CC6104ZD118V稳压管C7220uF/25VR122ΩL1EE10C14.7uF/400VF11A/250VC2103U1SM7012变压器参数：1）骨架EE10（4+4）卧式普通磁芯N22）电感量L为：1.6mH3）N1：0.19mm线径为绕150匝N14）N2：0.19mm线径为绕64匝SM7012AC/DCPWM功率开关v1.6-8-12V/500mA反激电源应用方案原理图：C2C7C9D7C8L112VF1CX1C1LT1LT2R1D5C3C4C5R2R3CY1C6R4R5R6R7R8R9C10C11U1U2U3D6R10RT1T1876512GNDDRAINSM7012GNDFBVDD34DRAINDRAINDRAINBOM清单：位号参数位号参数位号参数C14.7uF/400VR30RD3、D41N4007C210uF/400VR415Ω/1WD5、D6FR107C3、C6102/1KVR5120R/1/2WD7SR2100C4103/50VR61KRT15D-9C54.7uF/50VR747KCX10.1uF/275VC7470uF/25VR8NCCY1222/250VC8220uF/25VR933KF11A/250VC9、C10104/50VR105.1KU1SM7012C11NCLT40mHU2光耦R1100KΩ/1WL13uHU3TL431R29.1KD1、D21N4007T1EE16（5+5）变压器参数：SM7012AC/DCPWM功率开关v1.6-9-封装形式DIP8SOP8SM7012AC/DCPWM功率开关v1.6