OB2268,-OB2269设计指导

OB2268/OB2269设计指导©On-BrightElectronicsPage1of9V0.12005-12-26OB2268/OB2269设计指导-反激式开关电源应用一．概要:随着科学技术日新月异的发展，人们对电源系统的性能要求也不断提高，OB2268/OB2269采用独特的设计方案，使您的电源系统具有较高的性价比，满足广大客户的需求。OB2268/OB2269采用传统的电流模式结构设计，其具有如下特性：▲低待机功耗：OB2268/OB2269通过特别的低功耗间歇工作模式设计不仅可以让整个系统在空载的状态下轻易达到国际能源机构最新的推荐标准，而且允许系统在较轻负载(约1/30满载以下)的情况下同样具有超低耗的性能。▲无噪声工作：使用OB2268/OB2269设计的电源无论在空载，轻载和满载的情况下都不会产生音频噪声。优化的系统设计可以使系统任何工作状态下均可安静地工作。▲更低启动电流：OB2268/OB2269VIN/VDD启动电流低至4uA，可有效地减少系统启动电路的损耗，缩短系统的启动时间。▲更低工作电流：OB2268/OB2269的工作电流约为2.3mA，可有效降低系统的损耗，提高系统的效率。▲内置前沿消隐：内置前沿消隐（LEB），可以为系统节省了一个外部的R-C网络，降低系统成本。▲内置OCP补偿：OB2268/OB2269内置了OCP补偿功能，使系统在不需要增加成本的情况下轻易使得全电压范围内系统的OCP曲线趋向平坦，提高系统的性价比。▲完善的保护功能：OB2268/OB2269集成了较完善的保护功能模块。OVP，UVLO，OCP，恒定的OPP和外部可调节的OTP功能可以使系统设计简洁可靠，同时满足安规的要求。▲MOSFET软驱动：可有效的改善系统的EMI。▲较少的外围器件：OB2268/OB2269外围比较简单，可有效提高系统的功率密度，降低系统的成本。▲OB2269优良的EMI特性：OB2269内置的频率抖动设计可以很有效的改善系统的EMI特性，同时可以降低系统的EMI成本。OB2268/OB2269设计指导©On-BrightElectronicsPage2of9V0.12005-12-26二．芯片内部模块图1.OB2268内部模块图2.OB2269内部模块图OB2268/OB2269设计指导©On-BrightElectronicsPage3of9V0.12005-12-26三．典型应用电路：RINRbias图1OB2268/OB2269典型应用电路四．OB2268与OB2269系列芯片应用说明：1.OB2268/69的应用领域推荐Noshufflingfrequencyshufflingfrequency推荐应用领域OB2268OB2268BOB2268COB2269OB2269C消费类,资讯类等单芯片应用场合√√√家电类,通信类等多芯片应用场合√√√医疗，救生设备类等应用场合√√√2.OB2268&OB2269的不同特性说明OB2268与OB2269的主要区别：1）OB2269内置有频率抖动(shuffling)功能，该功能可以加大程度的改善系统的EMI性能，加快系统的研发过程，同时有利于降低系统的EMI成本。2）OB2268的OCP补偿基于65KHz进行优化设计，OB2269的OCP补偿基于60KHz进行优化设计。五．设计指导：1.启动电路及OCP补偿特性说明：1.1OB2268/OB2269具有如下两种启动方式：1）具有OCP补偿功能的启动方式：使用3脚VIN作启动端时芯片具有OCP补偿的功能，但仅支持从整流滤波后启动的方式，其启动电路方式见图1典型电路。OB2268/OB2269设计指导©On-BrightElectronicsPage4of9V0.12005-12-262）传统的启动方式：使用7脚VDD作启动端时芯片支持从整流前启动及整流滤波后启动的方式，其启动电路见图2，图3：图2整流前启动方式图3整流后启动方式1.2系统的启动时间：以上的两种启动方式当电源上电开机时通过启动电阻RIN给VDD端的电容C1充电，直到VDD端电压达到芯片的启动电压VTH(ON)（典型值16.5V）时芯片才被激活并且驱动整个电源系统正常工作。在图3中系统的最大启动延迟时间满足如下运算关系：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡−⋅−=⋅eRIVVCRTINONDINDDSTdcONVTH11)(_)((1)这里：IDDST：OB2268/69的启动电流TD_ON：系统的启动延迟时间RIN：为R1和R2电阻阻值之和由于芯片具有低启动电流的特性并且考虑到空载的系统损耗，RIN可以取得较大，具体值可在1.5MΩ~3MΩ范围内选取。如果需要系统具有更快的启动时间且在系统成本允许的情况下，您可以参考图4。图4中的典型电路，电路中C1的值可以取得较小(但需要考虑系统的稳定性)，RIN的值可以取得较大(但会受限于OCP补偿性能，见1.4OCP补偿特性说明)，这样既可缩短系统的启动时间同时也可降低系统空载时的损耗。按图4的电路设计，在16V/3.5A的系统中，如果R1=R2=910KΩ，R3=0Ω，C1=2.2uF，C2=120uF，C3=4.7uF，在90Vac/60Hz输入且输出负载为满载时，系统的启动时间实测在750mS以下。1.3启动电阻RIN的最大功率损耗：在图3中，RIN的最大功率损耗可以用下面的公式计算出来，公式如下：RVRVVPINdcINRINDDdc2max,2max,)(max,≅=−(2)这里：Vdc,max：最大输入电压整流后的直流电压VDD：芯片正常工作的电压VDDOB2268/69GNDACINR1R2R3C1C2D2R4EMIFilterD1BD1VDDOB2268/69GNDACINR1R2C2C1D1R3EMIFilterBD1图4快速启动电路VDDOB2268/69GNDACINR1R2C2C1D1R3EMIFilterBD1C3VINOB2268/OB2269设计指导©On-BrightElectronicsPage5of9V0.12005-12-261.4OCP补偿特性：1.4.1OCP补偿特性说明：如果系统使用3脚VIN端作启动时，系统会具有较好的OCP补偿特性。当系统的输入电压发生变化时，通过启动电阻流过VIN端的电流也会发生变化，芯片通过检测该变化值来自动实现补偿，使系统在较宽输入电压范围内的OCP曲线比较平坦，达到恒功率输出的目的，图6为输出规格在16V/3.5A，工作频率为65KHz，启动电阻为1.8MΩ的演示板上测得的OCP曲线，通过图6可以了解到OB2268/69具有的OCP补偿特性。3.833.954.024.074.023.943.854.013.53.653.83.954.190Vac105Vac120Vac132Vac180Vac200Vac230Vac264Vac图6OCP补偿特性曲线(OB2268A)通过改变启动电阻的阻值(初始设计默认值为1.8MΩ)可以调整OCP补偿的性能，该补偿性能同时还受系统的工作频率影响，即OCP补偿特性与流过Vin端的电流及系统PWM的频率有较大关系。当工作频率设定后，如果发生过补偿现象，可通过加大启动电阻的阻值来减弱补偿能力，但这将延长系统的启动时间；如果发生欠补偿现象，可通过减少启动电阻的阻值来增强补偿能力，同时这对缩短系统的启动时间也是有帮助的。1.4.2影响OCP补偿平坦度的主要参数：频率：基于50KHZ~65KHz设计。启动电阻：基于1.8MΩ设计。Sense端输入：基于省掉外部R-C网络设计，见4.Sense端输入的说明。1.4.3Sense端门限与Vin端输入电流的关系曲线图OCPthresholdvs.Ivin0.690.740.790.840.890.94020406080100120140160180200220240260280300Ivin(uA)Vth_OC(V)图7Vth_OC&OCPthreshold从图中可以看到，如果系统设计以Vin端(3脚)作为启动端，那么Vth_oc的值是受流过Vin端的电流影响的，熟悉Sense端门限与Vin端输入电流的关系曲线图对分析系统的OCP特性是有帮助的。2.PWM工作频率设定：OB2268/69允许设计者根据系统的使用环境需要自行调整系统的工作频率，OB2268/69的典型工作频率为50KHz和65KHz，其应用电路如图8，RI的取值决定了系统的工作频率，工作频率的设定可分别由以下公式计算出来：1)OB2268A/OB2269A的频率计算公式如下：OB2268/OB2269设计指导©On-BrightElectronicsPage6of9V0.12005-12-26)(6500)(Ω=KKHzRfIPWM(3)2)OB2268B/OB2268C/OB2269C的频率计算公式如下：)(1560)(Ω=KKHzRfIPWM(4)图8频率设置电路虽然OB2268/69推荐系统PWM的工作频率范围可为45K~100KHz，但是芯片系统性能优化主要是被设计在50KHz~65KHz的应用范围，在应用时请予以注意。在PCBlayout时应尽可能使RI的接地端靠近芯片的Pin1GND端，以便减少干扰。3.FB端的输入：了解脚2FB端各电压门限相对应的系统工作状态对分析及优化系统设计是非常有帮助的，OB2268/69各电压门限相对应的系统工作状态可通过图9来表示。图9FB端各电压门限相对应的系统工作状态1.0V~1.8V为系统在空载或轻载时工作在间歇模式下的FB端电压值；1.8V~4.4V为系统正常工作时FB端的电压值；4.4~6.0V为环路开环，过功率保护或短路保护时FB端的电压值，1.0V(典型值)以下gate端输出被关闭，保护整个系统。FB的短路电流典型值为0.65mA。OB2268/69采用传统的电流模式结构设计，其关断时间根据峰值电流调整，通过与主开关管MOSFET源极相连接的电流反馈电阻Rsense转化成电压反馈到OB2268/69脚6SENSE端来实现控制。在正常工作时，这个峰值电流与FB具有如下关系式：RVISFBPK⋅−=83.20.1(5)这里VFB：FB端的电压。Rs：与主开关管MOSFET源极相连接的电流反馈电阻阻值当VFB4.4V持续80mS的时间或VFB1.0V(典型值)时，OB2268Gate端立即停止输出脉冲，保证整个系统的安全。注意：1.当VFB=1.0~1.8V时系统工作在间歇工作模式，如果系统出现可听及的异音，请先检查系统是否工作正常，如果你确认无误，请检查系统缓冲吸收回路中的电容材质，如果使用的是普通压电陶瓷电容，那么当系统工作在间歇工作状态时电容由于发生压电效应而产生异音是很可能的。这时，请更换电容的材质，如MYLA，PEA，MEF或CBB等薄膜类电容；考虑成本及电容体积大小的因素，我们推荐使用MYLA电容，在保证吸收回路效果RIOB2268/69GNDRIOB2268/OB2269设计指导©On-BrightElectronicsPage7of9V0.12005-12-26的前提下可以通过调整缓冲吸收回路中的电阻阻值来减少该电容的值有利于缩小电容体积及降低系统成本，例如2200PF/250V，4700PF/250V或10000PF/250V的MYLA电容可以接受的。2.当系统工作在满载的情况下如果系统出现可听及的异音时，请检查系统是否工作正常，如果你确认无误，请检查芯片的FB端的电压波形是否较平滑，如果发现较大的干扰请检查系统的PCBlayout是否合理，对于较小的干扰可通过外加滤波网络进行抑制，如图中的RFB及CFB组成的低通滤波器，这里RFB，CFB的取值不宜过大，比如47Ohm，1000PF；根据系统的实际情况，RFB可以为0Ohm。RFB，CFB的取值会影响系统的环路稳定，一般CFB的取值建议要≤4700PF。4.Sense端的输入：内置的前沿消隐(LEB)电路，可以为系统节省一个外部的R-C网络。如果由于Sense端的电流反馈信号