SM7028-PWM控制小功率充电器电源芯片方案

SM7028AC/DCPWM功率开关TOZZ-IZV1.0-1-SM7028特点85Vac~265Vac宽电压输入待机功耗小于120mW@220Vac集成高压启动电路集成高压功率开关60KHz固定开关频率9V~30V宽VDD工作电压范围电流模式PWM控制方式内置过温、过流、过压、欠压等保护功能封装形式：EDIP8应用领域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SM7028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EDIP8输出功率表输入电压85Vac～265Vac180Vac～265Vac输出功率15W20W注：输出功率10W以上，建议根据实际方案增加散热措施：5678脚增加PCB散热；增加独立散热片；其他散热措施。典型示意电路图SM7028AC/DCPWM功率开关TOZZ-IZV1.0-2-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驱动管脚示意图GNDGNDGNDGNDFBVDDNCDRAIN12345678SM7028EDIP8管脚说明名称管脚序号管脚说明GND5,6,7,8芯片地，同时也是内置高压MOS管SOURCE端口FB1反馈输入端口VDD2芯片电源端，工作电压范围可达9V——30VNC3-DRAIN4内置高压MOS管的DRAIN，同时芯片启动时，也做芯片的启动SM7028AC/DCPWM功率开关TOZZ-IZV1.0-3-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-0.3～30VIvdd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SM7028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VFB=2V;ID=1mA730--VIDSSDRAIN端关断态漏电流VFB=2V;VDS=500V--0.1mARDS(on)源漏端导通电阻ID=0.2A-12-OhmVDDONVDD开启电压1314.516VVDDOFFVDD关闭电压789VVDDHYSVDD迟滞阈值电压-6.5-VVDDOVPVDD过压保护阈值-32-VIDD1VDD工作电流IFB=2.0mA-0.4-mAIDD2VDD工作电流IFB=0.5mA;ID=50mA-1.0-mAIDDCH芯片充电电流VDS=100V;VDD=5V--220-uAFOSC芯片振荡频率-60-KHzGIDIFB/IDRAIN增益-560-ILIMIT峰值电流阈值VFB=0V-700-mAIFBSDFB关断电流-0.9-mARFBFB输入电阻ID=0mA-1.23-KohmtLEB前置消隐时间-300-nstON(min)最小导通时间-700-nstOVT过温保护温度-150-℃tHYS过温迟滞阈值温度-30-℃SM7028AC/DCPWM功率开关TOZZ-IZV1.0-4-功能表述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SM7028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：2.5VR6R6R5VOUTR3、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SM7028芯片工作电压范围宽，达到9V——30V，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。SM7028AC/DCPWM功率开关TOZZ-IZV1.0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：).(FBIDDI-2RV230•G=ISM7028AC/DCPWM功率开关TOZZ-IZV1.0-6-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。SM7028AC/DCPWM功率开关TOZZ-IZV1.0-7-12V/1A反激电源应用方案原理图：BOM清单：CX1X电容C8104R1100K/1WR85.1KC110uF/400VD1、D2IN4007R29.1KU1SM7028C215uF/400VD3、D4IN4007R30ΩU2光耦C3102/1KVD5、D6FR107R4270U3TL431C4103D7SR3100R51KF11A/250VC510uF/50VLTUU9.8R647KY1222/250VC6、C7470uF/35VL13uHR733KRT15D-9变压器参数：SM7028AC/DCPWM功率开关TOZZ-IZV1.0-8-封装形式EDIP8