SD8583S 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号 1 0 http 共 10 页 第 1 页 内置高压MOS管的原边控制开关电源 描述 SD8583S是内置高压MOS管功率开关的原边控制开关电源 PSR 采 用PFM调制技术 提供精确的恒压 恒流 CV CC 控制环路 具有非常高 的稳定性和平均效率 采用SD8583S设计系统 无需光耦 可省去次级反馈控制 环路补偿 精简电路 降低系统成本 SD8583S适用8 10W输出功率 内置线损补偿功能和峰值电流补偿功 能 主要特点 内置高压 MOS 管功率开关 原边控制模式 低启动电流 前沿消隐 逐周期限流 PFM 调制 降峰值模式 过压保护 欠压锁定 环路开路保护 最大导通时间保护 过温保护 线损电压补偿 峰值电流补偿 应用 充电器 适配器 待机电源 产品规格分类 产品名称 线损补偿 封装类型 打印名称 材料 包装 SD8583S 6 SOP 7 255 1 27 SD8583S 无卤 编带 士兰微电子 SD8583S 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号 1 0 http 共 10 页 第 2 页 内部框图 FB ISEN VCC 振荡器 驱动 120mV 恒压控制 开启控制恒流控制 GND 2 前沿 消隐 1 6 欠压锁定基准电压偏置电流 4 7 误差 放大 Drain 5 2 0V CDC 3 线损 补偿 Drain FB 过温保护 S R Q 保护恢复 时间 S R Q 负载 检测 电流 补偿 0 50 0 38 0 28 0 21 0 17 环路开路保护 FB过压保护 最大导通时间保护 VCC过压保护 管脚排列图 CDC ISEN 1 2 3 4 7 6 5 SD8583S VCC FB Drain Drain GND 管脚说明 管脚号 管脚名称 I O 功 能 描 述 1 VCC P 供电电源 2 FB I 反馈电压输入端 3 CDC I 输出线损补偿端 4 ISEN I 峰值电流采样端 5 6 Drain O 高压 MOS 管漏端 7 GND G 地 士兰微电子 SD8583S 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号 1 0 http 共 10 页 第 3 页 极限参数 除非特殊说明 Tamb 25 C 参 数 符 号 参 数 范 围 单 位 供电电压 VCC 0 3 27 V 内部电源电压 VREF5V 0 3 5 5 V FB输入电压 VFB 30 30 V 其他输入电压 VIN 0 3 5 5 V 输入电流 IIN 10 10 mA 工作结温 TJ 150 C 工作温度范围 Tamb 20 85 C 贮存温度范围 TSTG 40 150 C ESD 人体模式 ESD 2500 V 漏源击穿电压 BVDSS 600 V 栅源电压 VGS 30 V 漏极电流 ID 2 A 漏极脉冲电流 IDM 8 A 耗散功率 PD 25 W 单脉冲雪崩能量 EAS 135 mJ MOS 管电气参数 除非特殊说明 Tamb 25 C 参 数 符 号 测 试 条 件 最小值 典型值 最大值 单位 MOS管电流规格 ID 2 0 A 静态漏源导通电阻 RDS ON VGS 10V ID 1 A 4 3 5 6 输入电容 Ciss VGS 0V VDS 25V f 1MHz 220 320 420 pF 输出电容 Coss 28 40 52 反向传输电容 Crss 0 85 1 25 1 65 导通延迟时间 td ON VDS 0 5BVDSS VGS 10V ID 2A 7 10 13 nS 上升时间 tr 20 28 36 关断延迟时间 td OFF 10 14 18 下降时间 tf 12 18 24 漏源击穿电压 BVDSS VGS 0V ID 50 A 600 V 士兰微电子 SD8583S 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号 1 0 http 共 10 页 第 4 页 电气参数 除非特殊说明 VCC 18V Tamb 25 C 参 数 符 号 测 试 条 件 最小值 典型值 最大值 单位 供电电源部分 启动电流 IST VCC 16V 1 5 3 A 静态工作电流 IDD ISEN 0 FB 0 240 300 360 A 启动电压 VST 16 3 17 8 19 3 V 关断电压 VSP 8 1 8 8 9 5 V 内部供电电源 VREF5V 4 75 5 0 5 25 V VCC 过压保护电压 VCCOVP 25 5 27 0 28 7 V 反馈部分 使能开启电压 VEN 40 120 200 mV 开路保护电压 VBLANK 0 8 1 1 1 4 V 开路保护延迟时间 TBLANK 0 8 1 2 1 6 S 恒压阈值 VCV 3 96 4 00 4 04 V FB 过压保护电压 VFBOVP 6 2 6 9 7 6 V 恒压关断时间限制 TOFFmax 0 80 0 90 1 00 mS TOFFmin 0 6 0 8 1 0 S 动态特性部分 前沿消隐时间 TLEB 0 35 0 45 0 55 S 恒压环路最大占空比 1 DSmax 49 50 51 保护恢复时间 TPRT 13 14 5 16 mS 最大导通时间保护 TONmax ISEN 0V FB 2V 25 35 45 S 限流部分 峰值电流检测阈值 1 VPK1 1 00 CDC 2 00V 485 500 515 mV 峰值电流检测阈值 2 VPK2 0 65 CDC 1 45V 368 380 392 mV 峰值电流检测阈值 3 VPK3 0 40 CDC 1 05V 270 280 290 mV 峰值电流检测阈值 4 VPK4 0 30 CDC 0 75V 204 210 216 mV 峰值电流检测阈值 5 VPK5 0 CDC 0 60V 165 170 175 mV 补偿部分 线损电压补偿 FB FB 6 峰值电流补偿 VPK CDC 5V FB 10V 40 50 60 mV 过温保护部分 过温保护 TOTP 140 145 150 C 过温保护迟滞 TOTP hys 30 C 注释1 恒压环路占空比 即变压器副边导通时间所占整个周期的比值 定义为Ds Dsmax 0 5 士兰微电子 SD8583S 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号 1 0 http 共 10 页 第 5 页 参数温度特性 12 0 8 0 4 0 0 12 0 温度 C 启动电流 A 40 20020406080120 启动电流vs 温度 温度 C 启动电压 V 启动电压vs 温度 温度 C 关断电压 V 关断电压vs 温度 温度 C 恒压阈值 V 恒压阈值vs 温度 100 8 0 4 0 15 0 16 0 17 0 18 0 20 0 21 0 40 20020406080120100 6 0 7 0 8 0 9 0 11 0 12 0 40 20020406080120100 3 30 3 50 3 90 4 10 4 50 40 20020406080120100 19 0 10 0 3 70 4 30 功能描述 SD8583S 是离线式开关电源集成电路 是内置线损补偿和峰值电流补偿的高端开关电源控制器 通过检测变压器 原级线圈的峰值电流和辅助线圈的反馈电压 控制系统的输出电压和电流 达到输出恒压或者恒流的目的 完整的工作周期分为峰值电流检测和反馈电压检测 当 MOS 管导通 通过采样电阻检测原级线圈的电流 此时 FB 端电压为负 输出电容对负载供电 输出电压 VO下 降 当原级线圈的电流到达峰值时 MOS 管关断 FB 端电压检测开始 存储在次级线圈的能量对输出电容充电 输出 电压 VO上升 并对负载供电 当同时满足恒压 恒流环路控制的开启条件后 MOS 管才开启 随之 芯片再次进入峰 值电流检测 1 电路启动和欠压锁定 系统上电 电路由高压直流母线通过启动电阻对 VCC 管脚外置的电容充电 当 VCC 上升到 17 8V 电路开始工作 在电路正常工作过程中 由启动电阻和辅助线圈共同供电来维持 VCC 电压 当 VCC 下降到 8 8V 进入欠压锁定状态 启动电阻对 VCC 电容供电 VCC 上升到 17 8V 电路启动重新工作 士兰微电子 SD8583S 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号 1 0 http 共 10 页 第 6 页 2 峰值电流检测 当驱动为高电平 MOS 管导通 通过采样电阻检测呈线性增大的原级线圈的电流 当达到设定的电流限制值即峰 值电流 MOS 管关断 在 MOS 管导通时会产生一个瞬间的毛刺 如果该毛刺的幅度超过峰值电流阈值 VPK 即会导致驱动关断 因此设 置前沿消隐时间 TLEB 0 45 s 消除由该毛刺带来的可能的误触发 根据 CDC 管脚电压来检测系统负载 不同的负载状态对应不同的峰值电流阈值 当 0 CDC 0 60V 峰值电流阈值 VPK5 170mV 当 0 30 CDC 0 75V 峰值电流阈值 VPK4 210mV 当 0 40 CDC 1 05V 峰值电流阈值 VPK3 280mV 当 0 65 CDC 1 45V 峰值电流阈值 VPK2 380mV 当 1 00 CDC 2 00V 峰值电流阈值 VPK1 500mV Vpk CDC 10 16 30 55 100 LOAD 0 50 0 38 0 28 0 21 0 17 2 00 1 45 1 05 0 75 0 60 0 0 3 峰值电流补偿 由关断延迟时间导致实际检测到的峰值电流值 随着输入交流电压的增大而增大 而峰值电流值直接反映输出电流 因此造成输出电流随输入交流电压的线性调整率会比较差 SD8583S 利用反馈电压 FB 管脚的负电平来检测交流输入电压 根据检测到的负电压产生一个恒流源 叠加到峰值 电流检测 ISEN 端 使不同输入电压下的峰值电流基本保持不变 改善输出电流的调整率 4 反馈电压检测 当 MOS 管关断 反馈电压为正 在 FB 为正的 2 3 时间点进行采样 采样得到的电压经过与恒压阈值 VCV的比较 放大 保持 产生恒压环路的关断时间 TOFF 从而实现输出的恒压 同时电路对 FB 为正 为负或衰减振荡的时间进行计算 FB 为正的时间为 TOFF1表示变压器的次级线圈有电流 FB 为负的时间为 TON FB 衰减振荡的时间为 TOFF2 在这两个时间内变压器的次级线圈没有电流 该开关电源的占空比 T T TTT T D OFF1 ONOFF2OFF1 OFF1 S 士兰微电子 SD8583S 说明书 杭州士兰微电子股份有限公司 版本号 1 0 http 共 10 页 第 7 页 输出电流即变压器次级线圈的平均电流 PK SOFF1SP OUT I 2 nD T TI I 2 ISP为次级线圈的峰值电流 IPK为原级线圈的峰值电流 n 为原次级线圈的匝比 因此 在峰值电流恒定的条件下 当 DS DSmax 0 50 该占空比由电路内部设定 电路进入恒流环路控制模式 实现输出电流的恒定 0 FB 0 t t TOFF VCV TOFF VDRIVE TON TOFF1 TOFF2 sample TON ISEN t 0 5 线损补偿 在实际的应用设计中 输出电压在电缆线上会有不同程度的压降 VCAB 考虑到不同输出电流下的 VD基本不变 该因素忽略而着重考虑与输出电流呈正比的 VCAB 因此为了提高输出电压 的负载调整率 需对恒压阈值 VCV进行一定的补偿 根据输出电流计算公式 在峰值电流恒定的条件下 占空比 DS即表示输出电流的负载情况 补偿前系统空载占空比约为 0 恒压阈值为 4 0V 补偿后系统满载的占空比为 0 5 恒压阈值为 4 24V 定义 SD8583S 线损补偿系数为 6 6 FB 过压保护 当 FB 管脚电压超过过压保护电压 VFBOVP 6 9V 时 驱动关断 该状态保持 14 5ms 后驱动重新