帶輸入電壓前饋的準諧振反激芯片AP8265介紹

導讀

針對工業(yè)電源輔助電源的應用場景，芯朋微推出帶輸入電壓前饋的準諧振反激芯片AP8265，該芯片具有線電壓前饋補償功能以滿足寬輸入電壓范圍OCP點一致性要求，內(nèi)部集成高性能運放支持原邊或副邊多種反饋控制方式，負載自適應準諧振控制降低全負載段功率管開通損耗等優(yōu)勢，兼容*6565。

本期，芯朋微技術團隊為各位fans分享該芯片的六大亮點、三項關鍵技術、36W DEMO設計及測試數(shù)據(jù)。

01芯片介紹

芯片

六大亮點

●適用工業(yè)輔源：滿足JESD47L可靠性標準要求，為工業(yè)電源應用量身打造；

● 原副邊反饋： AP8265內(nèi)置誤差放大器和基準電壓，既可以利用內(nèi)置基準直接反饋輔助電源原邊繞組電壓，也可以通過光耦控制副邊繞組輸出電壓;

● 線電壓前饋：根據(jù)不同的輸入電壓自適應調(diào)節(jié)峰值電流限值，實現(xiàn)高低輸入電壓下帶載能力一致，特別適合輸入電壓范圍非常寬的輔助電源應用；

● 多工作模式：準諧振工作模式降低功率管溫升，輕載下的降頻工作模式保證全負載范圍的效率表現(xiàn)更優(yōu)；

● 低功耗設計：極低的啟動電流降低啟動電阻功耗；

● 全面智能保護：具有逐周期過流保護、整流二極管短路保護、過負載保護、VDD電壓箝位保護、VDD欠壓保護等保護功能，可靠性更高。

關鍵技術一

負載自適應QR原理

AP8265利用COMP引腳電壓決定屏蔽時間TBLANK， TBLANK時間從功率管關斷時開始計時，計時時間內(nèi)禁止功率管開通，當TBLANK計時結(jié)束后，利用DMG引腳檢測輔助繞組電壓實現(xiàn)谷底檢測，經(jīng)過適當?shù)难訒r后，使得外部功率管在DS電壓處于谷底時開通，從而減小開通損耗。

負載由滿載逐漸降低到輕載的過程中，COMP電壓逐漸下降。當COMP電壓仍大于3.2V時， TBLANK時間為3.5us，芯片工作在第一谷底；當COMP電壓下降到3.2V以下時，消隱時間逐漸增加至18us，谷底數(shù)增加，實現(xiàn)芯片降頻工作模式，可以減小輕載開關損耗，保證全負載范圍的效率最優(yōu)表現(xiàn)。

關鍵技術二

市電自適應過流閾值補償

QR反激變換器提供給負載的功率Po表達式為：

Lp為變壓器原邊感量，Ip為原邊峰值電流，fs為開關頻率

當變換器采用固定過流閾值時，在高壓時開關頻率增大，導致高壓時提供的功率達到低壓時的兩倍以上。

AP8265內(nèi)置線電壓補償功能，可以有效減小高低壓下功率差值過大，使系統(tǒng)提供的功率基本保持一致。 芯片通過分壓電阻采樣BULK電壓值連接到ACIN引腳，將引腳電壓值加入前饋補償電路模塊，進而對CS過流閾值電壓進行調(diào)節(jié)，從而保證不同輸入電壓下過流點的一致性。系統(tǒng)不需要線電壓前饋補償功能時可將ACIN引腳接地。

有/無線電壓前饋帶載能力對比

CS過流閾值電壓與VACIN關系曲線

關鍵技術三

支持原邊反饋和次邊反饋

AP8265內(nèi)置了誤差放大器，誤差放大器電壓增益80dB, 帶寬1MHz,系統(tǒng)響應迅速，穩(wěn)定性高。在原邊反饋應用中，通過直接或間接采樣輸出電壓值并與內(nèi)部基準電壓VREF比較來調(diào)節(jié)輸出電壓的穩(wěn)定；在次邊反饋應用中，利用TL431和光耦組成的反饋環(huán)路，將輸出電壓的反饋信息傳遞到初級側(cè)，實現(xiàn)副邊輸出電壓穩(wěn)定。

02DEMO原理圖

輸入電壓：90Vac~264Vac
輸出規(guī)格：12V3A

效率：滿載效率87.28%（264Vac）

保護功能：Vdd 欠壓保護，Vdd鉗位保護，逐周期過流、過載保護，整流二極管短路保護，輸出短路保護等

03測試數(shù)據(jù)

3.1 轉(zhuǎn)換效率

3.2 系統(tǒng)過流點

3.3 工作模式

VIN=90Vac/60Hz，12V3A

準諧振工作模式

VIN=90Vac/60Hz，12V1A

降頻工作模式

3.4 功率管應力測試

原邊功率MOS管

測試條件:VIN=264Vac, Vo=12V3A

測試結(jié)果：Vds_MAX = 606 V

副邊整流二極管

測試條件:VIN=264Vac, Vo=12V3A

測試結(jié)果：Vrr_MAX = 60.9 V

3.5 變壓器飽和測試

通過初級Ipeak波形判斷變壓器是否有飽和趨勢

變壓器參數(shù)：Np=56Ts, Lp_max=0.86mH，Ae=96mm2（RM10）

VIN=90Vac/60Hz,12V3A IPRI_MAX=1.61A

BMAX=0.26Tesla

VIN=264Vac/60Hz,12V3A IPRI_MAX=0.91A

BMAX=0.15Tesla

3.6負載動態(tài)響應

頻率：100Hz；占空比：50%；電流斜率：0.25A/us；負載：10%-100%-10%

VIN=90Vac/60Hz

VIN=264Vac/50Hz

3.7 開機延遲時間

測試方法：AC輸入到輸出電壓建立的時間

判斷標準：通過，小于2s

VIN=90Vac/60Hz,12V3A

VIN=264Vac/50Hz,12V3A

04EMC測試

EMI傳導、輻射滿足EN55032 Class B標準要求，裕量均大于6dB

ESD滿足IEC61000-4-2，8kV/15kV等級要求

EFT滿足IEC 61000-4-4: 2004，4kV等級要求

Surge滿足IEC 61000-4-5:2005，2kV等級要求

交流絕緣滿足3.75kVac要求

05應用要點

1.為了提升系統(tǒng)ESD能力，建議供電二極管串聯(lián)電阻，推薦值4.7Ω；

2.建議DMG引腳串聯(lián)電阻提升引腳箝位能力，流過該引腳電流不超過3mA；

3.光耦1腳串聯(lián)電阻影響環(huán)路直流增益，推薦值1kΩ-2kΩ。

審核編輯：湯梓紅