電源PWM控制器OB2358

概述：OB2358是一款用于開(kāi)關(guān)電源的內(nèi)置高壓MOSFET電流模式PWM控制器，它具有待機(jī)功耗低，啟動(dòng)電流低。在待機(jī)模式下，電路進(jìn)入間歇工作模式，從而有效地降低電路的待機(jī)功耗。電路的開(kāi)關(guān)頻率為65KHz，抖動(dòng)的振蕩頻率，可以獲得較低的EMI。內(nèi)置4ms軟啟動(dòng)電路，可以減小在上電過(guò)程中變壓器的應(yīng)力，防止變壓器飽和。電路內(nèi)部集成了各種異常狀態(tài)保護(hù)功能。包括欠壓鎖定，過(guò)壓保護(hù)，過(guò)流保護(hù)等功能。在電路發(fā)生保護(hù)以后，電路可以不斷自動(dòng)重啟，直到系統(tǒng)正常為止。OB2358廣泛用作于DVD機(jī)頂盒電源、液晶電視待機(jī)電源、白色家電電源中。OB2358采用DIP8的封裝形式。

一、OB2358功能和特點(diǎn)

* 內(nèi)部集成高壓MOSFET
* 低啟動(dòng)電流（5μA）和工作電流（1.5mA）
* 內(nèi)置同步斜坡補(bǔ)償
* 實(shí)現(xiàn)20W 以下“No Y-CAP”系統(tǒng)設(shè)計(jì)
* 內(nèi)置頻率抖動(dòng)可以降低EMI
* 過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)
* 欠壓鎖定及自動(dòng)重啟
* 內(nèi)部軟啟動(dòng)電路
* 間歇工作模式(Burst Mode)
* 逐周期限流模式

二、OB2358引腳功能

中文引腳說(shuō)明：
1腳 Vcc-G 輸出MOS管驅(qū)動(dòng)電源
2腳 Vcc 電源
3腳 FB 反饋輸入端
4腳 Sense 電流檢測(cè)端
5腳和6腳 Drain 漏端
7腳和8腳 Gnd 地

二、OB2358內(nèi)部方框圖

1.欠壓鎖定和自啟動(dòng)部分
該系列電路啟動(dòng)電流比較小，Vcc能很快達(dá)到啟動(dòng)電壓使電路能夠快速啟動(dòng)，電路啟動(dòng)電阻可設(shè)置比較大（2MΩ）,可減少功率損耗。電路正常后，如發(fā)生保護(hù)，輸出關(guān)斷，由于此時(shí)供電有輔助繞組提供，Vcc開(kāi)始降低，當(dāng)Vcc低于維持電壓時(shí)，電路整體關(guān)斷，啟動(dòng)電路重新工作。
2．綠色工作模式
在輕載或空載條件下，電路進(jìn)入綠色工作模式，工作頻率降低，頻率的變化有取自電壓反饋環(huán)的反饋電壓VFB控制，當(dāng)反饋電壓低于內(nèi)部門限電壓時(shí)，振蕩器頻率線性降低到最小綠色工作頻率（30KHz左右），在此振蕩頻率工作時(shí)，MOSFET的開(kāi)關(guān)損耗和磁芯、電感、脈沖吸收回路的損耗均減少，從而減少了總的損耗。在正常工作或重載時(shí)，振蕩器的工作頻率提高（65KHz）,工作頻率不受綠色工作模式的影響。
3．軟啟動(dòng)
為減少在上電過(guò)程中變壓器應(yīng)力，防止變壓器飽和，電路內(nèi)部設(shè)置了4mS的軟啟動(dòng)時(shí)間，上電時(shí)，電流檢測(cè)端的反饋電壓值（決定輸出電流的峰值）緩慢增加，直到達(dá)到限流閾值電壓VTH_OC時(shí)，軟啟動(dòng)結(jié)束。每次啟動(dòng)時(shí)都執(zhí)行軟啟動(dòng)。
4．頻率抖動(dòng)
為分散諧波干擾能量，降低EMI發(fā)射的峰值，芯片內(nèi)部集成頻率抖動(dòng)功能，振蕩頻率在一個(gè)很小的范圍內(nèi)（2KHz左右）變動(dòng)，使得開(kāi)關(guān)電源的振蕩頻率出現(xiàn)周期性變化，從而簡(jiǎn)化EMI設(shè)計(jì)，更容易滿足要求。
5．前沿消隱
為有效消除寄生電容在功率MOSFET開(kāi)通時(shí)的尖峰干擾，該電路設(shè)置了脈沖前沿消隱，可消除掉270nS的脈沖前沿，在此期間，限流比較器被關(guān)斷，無(wú)論此時(shí)SENSE端的電壓有多高，驅(qū)動(dòng)器都輸出高電平。在電路有輸出驅(qū)動(dòng)以后，PWM比較器的輸出要經(jīng)過(guò)一個(gè)前沿消隱時(shí)間才能去控制關(guān)斷輸出。
6．同步斜坡補(bǔ)償
電流型的控制器一般是檢測(cè)變換器/電感的峰值電流，在變換器/電感電流連續(xù)時(shí)，由于峰值電壓正比于平均電流而不是峰值電流，所以當(dāng)輸入電壓變化時(shí)，容易產(chǎn)生振蕩，加斜坡補(bǔ)償可以有效地防止振蕩的產(chǎn)生。OB387X在每個(gè)三角波的上升沿斜坡補(bǔ)償，有效地改善了電流控制環(huán)的特性，同時(shí)減少輸出紋波。
7．柵極驅(qū)動(dòng)
內(nèi)部的功率MOSFET采用圖騰柱結(jié)構(gòu)的柵極驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行輸出功率控制，柵極驅(qū)動(dòng)能力太弱，會(huì)引起MOSFET的開(kāi)關(guān)損耗過(guò)大，柵極驅(qū)動(dòng)能力太強(qiáng)又會(huì)導(dǎo)致EMI超標(biāo)。帶有驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度和死區(qū)時(shí)間控制的柵極驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，能在開(kāi)關(guān)損耗和EMI方面取得折中，另外，通過(guò)Vcc與Vcc-G之間的電阻，也可以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)度，大大提高了EMI設(shè)計(jì)的靈活性。
8．保護(hù)
芯片自帶各種保護(hù)功能，提高了開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的可靠性。包括逐周期電流限制(Cycle-by-cycle current limit)、過(guò)載保護(hù)(Over load protection)、過(guò)電流保護(hù)、輸入電壓的過(guò)壓及欠壓鎖定保護(hù)、最大功率限制以及功率開(kāi)關(guān)管柵極電壓鉗位保護(hù)等。
1).逐周期電流限制
在每一個(gè)周期，峰值電流值有比較器的比較點(diǎn)決定，該電流值不會(huì)超過(guò)峰值電流限流值，保證MOSFET上的電流不會(huì)超過(guò)額定電流值。當(dāng)電流達(dá)到峰值電流以后，輸出功率就不能再變大，從而限制了最大的輸出功率。如果負(fù)載過(guò)重，會(huì)導(dǎo)致輸出電壓變低，反映到FB端，導(dǎo)致FB升高，發(fā)生過(guò)載保護(hù)。
2). 過(guò)載保護(hù)
當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載，會(huì)導(dǎo)致FB電壓升高，當(dāng)FB電壓升高到反饋關(guān)斷電壓時(shí)，通過(guò)延遲50ms時(shí)間后，輸出關(guān)斷。該狀態(tài)一直保持，直到電路發(fā)生上電重啟。
3). 異常過(guò)電流保護(hù)
如果次級(jí)二極管短路，或變壓器短路，會(huì)引起異常過(guò)電流保護(hù)。此時(shí)，不管前沿消隱（L.E.B）時(shí)間，一旦過(guò)流，過(guò)270nS后馬上保護(hù)，且對(duì)每一個(gè)周期都起作用。在電流感應(yīng)電阻上的電壓達(dá)到0.75伏時(shí)，發(fā)生這個(gè)保護(hù)。當(dāng)發(fā)生該保護(hù)時(shí)，輸出關(guān)斷。該狀態(tài)一直保持，直到電路發(fā)生上電重啟。
4）.輸入電壓的過(guò)壓及欠壓鎖定保護(hù)
當(dāng)VCC上的電壓超過(guò)過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)（25V）電壓時(shí)，表示負(fù)載上發(fā)生了過(guò)壓，此時(shí)關(guān)斷輸出。該狀態(tài)一直保持，直到電路發(fā)生上電重啟。
欠壓鎖定功能可以保證D387X各部分正常工作，開(kāi)通和關(guān)斷的門限為13.5V/7.8V，啟動(dòng)時(shí)Vcc維持電容Cin電壓必須高于13.5V,正常工作時(shí)，Vcc的電壓由輔助繞組提供。
5）.功率開(kāi)關(guān)管柵極電壓鉗位保護(hù)
柵極驅(qū)動(dòng)輸出的高電平被鉗位在18V，以保護(hù)MOSFET 的安全。

三、OB2358典型應(yīng)用電路

四、OB2358典型輸出功率

五、OB2358極限參數(shù)