18W 高性能交直流轉換芯片

特性

DK124 是一款離線式開關電源芯片，最大輸出功率達到 24W。內部集成了 PWM 控制器、700V 功率管和初級峰值電流檢測電路，并采用了可以省略輔助供電繞組的專利自供電技術，極大簡化了外圍應用電路，減少了原件數量，電路尺寸和重量，特別適用于成本敏感的反激式開關電源。

• 全電壓輸入 85V—265V
• 內置 700V 高壓功率管
• 內部集成了高壓啟動電路，無需外部啟動電阻
• 內置 16mS 軟啟動電路
• 內置高低壓功率補償電路，使高低壓最大輸出功率保持一致
• 專利的自供電技術，無需外部輔助繞組供電
• 內置頻率調制電路，簡化了外圍 EMI 設計成本
• 完整的過壓、過溫、過流、過載、輸出開路/短路保護

引腳

框圖

參數

功能

上電啟動

上電啟動時，芯片通過內部連接 OC 和 VCC 引腳的高壓電流源，對外部的 VCC 儲能電容充電，當 VCC 電壓升高到 5V 的時候，關閉高壓電流源,啟動過程結束，控制邏輯開始輸出 PWM 脈沖。

軟啟動

上電啟動后，芯片開始輸出 PWM 脈沖。為防止瞬時的輸出電壓過沖，變壓器磁芯飽和，功率管和次級整流管應力過大，芯片內置 16mS 軟啟動電路，在 16mS 內，會逐漸增加PWM 的開通時間，使功率管的峰值電流從 100mA 線性增加到最大峰值電流。

反饋控制

芯片采用逐周期限值峰值電流的 PWM 控制方式, 通過偵測 FB 的反饋電壓來調節限制電流。
當 PWM 開通后，芯片檢測功率管輸出電流，直到功率管輸出電流達到當前的限制電流后關斷功率管，等待下一個 PWM 開通周期。
FB 電壓在 1.5V-2.5V 之間會線性的調節限制電流。1.5V 對應最大限制電流，2.5V 對應最小限制電流。當負載加重時，FB 電壓會逐漸降低；反之則 FB 電壓會逐漸升高。
當負載過重，FB 電壓小于 1.5V 時，芯片會進入短路或者過載保護的判定。當負載很輕，FB 電壓大于 2.5V 時，控制電路會將 PWM 的開關頻率由 65KHz 減小到 22KHz,并以最小開通時間開通。當負載更輕時，FB 電壓會繼續升高；當 FB 電壓高于 2.8V 時，控制電路停止 PWM 輸出，芯片進入待機突發模式。

待機突發模式

待機時，FB 電壓會升高到 2.8V 以上，芯片停止 PWM 輸出。當輸出電壓略微下降，FB 電壓低于 2.8V 時，芯片會重新輸出一些 PWM 脈沖來維持設定的輸出電壓；這種突發的輸出方式，可以實現較低的待機功耗。

頻率調制

為了滿足EMI的設計要求，降低EMI的設計復雜度和成本，芯片內設有一個頻率調制電路，PWM 的頻率將以65KHz為中心，以0.5KHz 的步進頻率在16個頻率點上運行。

自供電

芯片使用了專利的自供電技術，控制VCC的電壓在5V左右，提供芯片自身的電流消耗，這樣可以省略外部變壓輔助繞組，簡化變壓器的設計。

峰值電流保護

任何時候芯片檢測到內部功率管的峰值電流超過1.3A時，立即關斷功率管，保護功率管和相應器件免于破壞。

恒定功率控制

為了防止高壓時輸出過功率，芯片內置了高低壓功率補償電路，使不同電網電壓輸入時的最大輸出功率基本一致。

電源異常

因外部異常導致VCC電壓低于3.6V時，芯片將關斷功率管，進行重新啟動。
因外部異常導致VCC電壓高于6.5V時，立即啟動VCC過壓保護，停止輸出脈沖，直到VCC過壓狀況解除。

功率管過壓保護

次級開路，輸入母線電壓過高，變壓器漏感過大，都會引起功率管 OC 較高的尖峰電壓；
為保護功率管不被破壞，當電路檢測到功率管 OC 電壓超過 600V 時，會立即拉高 FB 電壓，停止輸出 PWM 脈沖，直到功率管過壓狀況解除。

短路和過載保護

次級輸出短路或者過載時，FB 電壓會低于 1.3V;
在某些應用中，由于電機等感性負載在啟動時需要較高的啟動電流，可能導致電路短時間的過載，因此芯片第一次過載保護
的判定時間是 512mS。如果 FB 電壓在 512mS 內恢復正常，芯片不會判定過載或短路；如果 FB 電壓在 512mS 內始終低于 1.3V,則判定為次級輸出短路，立即啟動短路保護,并將短路保護判定時間縮短為 32mS,直到短路狀況解除。

過溫保護

任何時候檢測到芯片溫度超過 130℃，立即啟動過溫保護，停止輸出脈沖，直到過溫狀況解除。

應用電路

12V2A 反激式開關電源

設計要點

• 功率器件是需要散熱的，芯片的主要熱量來自功率開關管，功率開關管與引腳C相連接，所以在PCB布線時，應該將引腳C外接的銅箔面積加大并做鍍錫處理，以增大散熱能力，適當的和變壓器等發熱元件拉開距離，減小熱效應；同時這個部分也是交流信號部分，在EMI/EMC設計時這個位置盡量遠離輸入部分，盡量減小電磁/電容耦合；

• 芯片的OC引腳是芯片的高壓部分，最高電壓可達600V以上，所以在線路布置上，要與低壓部分保證1.5mm以上的安全距離，以免電路出現擊穿放電現象；

• 變壓器的漏感：由于變壓器不是理想器件，在制造過程中一定會存在漏感，漏感會影響到產品的品質和安全，所以要減小。漏感量應控制在電感量的5%以內，三明治繞法方式可以減小漏感；