LD5523E2設(shè)計(jì)應(yīng)用于網(wǎng)通產(chǎn)品可減少組件數(shù)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品小型化設(shè)計(jì)且可容易替換副邊反饋控制方案。

1. Flyback副邊反饋(SSR)及原邊反饋控制(PSR)背景說明

Flyback電路電壓環(huán)反饋控制分為副邊(SSR)及原邊(PSR)反饋電路，圖1為SSR副邊反饋電路，采用AP431內(nèi)部的參考電壓2.5V搭配外部反饋補(bǔ)償電路調(diào)整，圖2為PSR原邊反饋電路，采用初級(jí)IC FB pin內(nèi)部參考電壓2V并搭配comp pin反饋補(bǔ)償電路調(diào)整。

PSR原邊反饋控制特性

優(yōu)點(diǎn)：電路組件少及成本優(yōu)勢(shì)適用于小型化設(shè)計(jì)

缺點(diǎn)：因電壓反饋響應(yīng)速度慢于動(dòng)態(tài)負(fù)載，電壓調(diào)整率相較SSR略差些

以PSR LD5523E2替換SSR LD5523說明

兩套方案Pin-Pin可以直接替換，步驟說明如下

步驟1：移除二次側(cè)431及光耦合器參考圖1紅圈

步驟2：Comp pin增加R C電路及輸出加假負(fù)載參考圖2紅圈

圖1：LD5523 SSR原邊反饋控制電路圖

圖2：LD5523E2 PSR副邊反饋控制電路圖

2. Flyback SSR及PSR功能及保護(hù)差異

表1說明SSR及PSR功能及保護(hù)差異

表1：LD5523 SSR及LD5523E2 PSR功能對(duì)比表

3. PSR LD5523E2特點(diǎn)

QR+CCM控制(Mulit-mode controller)

QR+CCM控制主要對(duì)應(yīng)能效DOE6及COC2的規(guī)范，當(dāng)負(fù)載條件10%-50%操作在QR模式波谷切換降低切換損失，負(fù)載條件75%-100%操作在CCM提升滿載時(shí)的效率，相較于QR控制的方案，QR+CCM控制變壓器可降低Bmax及提升利用率。

CCM操作頻率75KHZ(低壓輸入)及65KHZ(高壓輸入)

低壓輸入CCM頻率75KHZ設(shè)計(jì)可降低變壓器磁飽和，高壓輸入系統(tǒng)操作在QR時(shí)可降低切換損失提升效率

啟動(dòng)時(shí)調(diào)整Vcs_max限制變壓器磁飽和(Adjustable start-up Vcs-max limit for Bsat)

當(dāng)AC輸入時(shí)初級(jí)的開關(guān)會(huì)提供最大的能量，使輸出電壓建立到設(shè)定的范圍，此時(shí)為避免變壓器有磁飽和的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)整CS pin串聯(lián)電阻可以調(diào)整VCS_max level并限制能量。

低壓輸入輸出電壓紋波補(bǔ)償功能(Output voltage ripple reduce at low line input voltage)

低壓輸入時(shí)，橋式整流后的高壓電容之電壓紋波會(huì)影響輸出電壓紋波，此電壓紋波補(bǔ)償主要是在高壓電容電壓在波谷時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償達(dá)到降低輸出紋波功能。

OLP設(shè)計(jì)

SSR LD5523原邊反饋OLP誤差約為+/-20%

OLP誤差參數(shù)：變壓器電感+/-7%，電流檢測(cè)電阻+/-1%，IC內(nèi)部Vcs+/-4%，切換頻率+/-8%

PSR LD5523E2副邊反饋OLP誤差約為+/-8%：

影響OLP誤差參數(shù)：IC參數(shù)+/-7%及電阻+/-1%

4. LD5523E2功能應(yīng)用說明

圖3說明各Pin功能應(yīng)用，以下功能為IC的特點(diǎn)說明其中保護(hù)功能包含輸出過壓保護(hù)(OVP)，輸出過載保護(hù)(OLP)，副邊二極管短路保護(hù)(SDCP)輸入啟動(dòng)/輸入欠壓保護(hù)(AC Brown in/Brown out)，過溫度保護(hù)(CS OTP)，波谷(QR)偵測(cè)等功能。

圖3：LD5523E2 IC Pin腳功能應(yīng)用

4.1 FB Pin應(yīng)用說明

4.1.1 輸出電壓及線補(bǔ)設(shè)定

輸出電壓調(diào)整設(shè)定如圖4說明：FB pin依據(jù)VFB正半周總時(shí)間的40%為取樣電壓并已IC內(nèi)部參考電壓2V作比較，設(shè)計(jì)公式Vo=2×(1+(Ra/Rb))×(Ns/Na)-VF，設(shè)計(jì)需留意Vcc diode需采用快回復(fù)式的Trr<500ns

輸出電壓線補(bǔ)設(shè)定：

輸出電壓線補(bǔ)設(shè)定如圖5說明：IC依據(jù)滿載(IRATED)及OLP(IOLP)設(shè)定線損補(bǔ)償?shù)?a href="http://m.sdkjxy.cn/tags/電流/" target="_blank">電流(ILC)

設(shè)計(jì)公式Vo=(2+ILC×(Ra//Rb))×(1+Ra/Rb)×(Ns/Na)-VF

案例說明：

參數(shù)設(shè)定變壓器Np=69T，Na=12T，Ns=9T，F(xiàn)B pin Ra=200K，Rb=28K，IOLP=2.9A，IRATED=2A，VF=0.1

輸出電壓Vo=2×(1+(Ra/Rb))×(Ns/Na)-VF=2×(1+(200K/28K))×(9/12)-0.1=12.11V

輸出電壓線補(bǔ)Vo=(2+ILC×(Ra//Rb))×(1+Ra/Rb)×(Ns/Na)-VF=(2.1×8.14×0.75)-0.1=12.7V

圖4：輸出電壓調(diào)整設(shè)計(jì)

圖5：線損補(bǔ)償電流(ILC)設(shè)計(jì)

4.1.2 AC Brown in/out，Buck OVP設(shè)定

當(dāng)初級(jí)MOS導(dǎo)通時(shí)FB pin VFB為負(fù)半周時(shí)此電壓為VDC×(Na/NP)。其中，VDC為高壓電容電壓，此負(fù)半周電壓除以FB pin上偏電阻Ra所得到的電流IFB，當(dāng)VDC電壓越高表示輸入電壓越高，當(dāng)IFB電流高于IBNI時(shí)進(jìn)行AC Brown in低于IBO時(shí)進(jìn)行AC Brown out如圖6 AC，另外IFB電流大于IBulkCap時(shí)IC進(jìn)行Bulk OVP設(shè)定時(shí)進(jìn)行保護(hù)。

AC Brown in/out/OVP計(jì)算方式：

圖6：AC Brown in/out/Bulk Cap OVP設(shè)計(jì)

案例說明：

變壓器參數(shù)設(shè)定NP=69T，Na=12T，Ns=9T，F(xiàn)B pin Ra=200K，Rb=28K，IOLP=2.9A，IRATED=2A，VF=0.1，計(jì)算結(jié)果

4.1.3 低壓輸入輸出電壓紋波補(bǔ)償功能(Output voltage ripple reduce at low line input voltage)

電壓紋波補(bǔ)償功能設(shè)計(jì)公式

案例說明：

參數(shù)設(shè)定：變壓器NP=69T，Na=12T，Ns=9T，F(xiàn)B pin Ra=200K，Rb=28K，IOLP=2.9A，IRATED=2A，

計(jì)算結(jié)果

VLLRC=Ra×IFBLLRC=200K×96uA=19.2V

Vdc=VLLRC×(NP/NW)=19.2V×(69/12)=110V(高壓電容電壓低于110V啟動(dòng)紋波補(bǔ)償)

4.2 CS Pin應(yīng)用說明

4.2.1 Over Load Proteciton(OLP)說明

OLP計(jì)算公式為IOLP=(NP/NS)×(ICC/RCS)如圖7推導(dǎo)出來其中ICC=VCSM×(TDIS/TS)=0.25

其中ICC=0.25(IC內(nèi)部參數(shù)+/-7%)，RCS(初級(jí)電流檢測(cè)電阻+/-1)，變壓器初級(jí)繞組圈數(shù)NP及次級(jí)繞組圈數(shù)NS

圖7：OLP設(shè)計(jì)原理

4.2.2 啟動(dòng)時(shí)調(diào)整Vcs_max限制變壓器磁飽和(Adjustable start-up Vcs_max limit for Bsat)

當(dāng)AC輸入時(shí)初級(jí)的開關(guān)會(huì)提供最大的能量，使輸出電壓建立到設(shè)定的范圍，此時(shí)為避免變壓器有磁飽和的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)整CS pin串聯(lián)電阻可以調(diào)整VCS_max level并限制能量如圖8說明。調(diào)整CS pin外部串聯(lián)電阻RSET設(shè)定調(diào)整Vcsmax的3個(gè)level于起機(jī)的條件如下，可利用以下公式計(jì)算變壓器磁飽和Ics=Vcs/Rcs及Bmax=(Lp×Ics)/(Np×Ae)

圖8：RSET設(shè)定Vcs_max

4.2.3 過溫度保護(hù)(OTP)功能說明

CS OTP電路中二級(jí)管建議采用Trr<500ns如圖9。初級(jí)MOS關(guān)閉時(shí)CS pin增加平臺(tái)電壓，當(dāng)此電壓平臺(tái)高于0.3V且維持1ms之后IC進(jìn)入保護(hù)模式，如圖10說明。

圖9：過溫度保護(hù)(OTP)功能說明

圖10：OTP CSpin動(dòng)作波形

4.2.4 二極管短路保護(hù)功能(Secondary diode short protection SDSP)：

當(dāng)安規(guī)進(jìn)行短路及開路實(shí)驗(yàn)時(shí)，判定標(biāo)準(zhǔn)以電源板不能冒煙冒火的現(xiàn)象，對(duì)于零件損壞無要求，為了符合客戶故障實(shí)驗(yàn)時(shí)不能有零件損壞包含初級(jí)MOS。

CS pin增加SDSP保護(hù)功能，當(dāng)次級(jí)二極管短路時(shí)初級(jí)的電流會(huì)瞬間沖高，當(dāng)CS pin電壓超過1.2V且維持4 Cycle時(shí)驅(qū)動(dòng)會(huì)關(guān)閉，IC進(jìn)入保護(hù)模式并限制能量，避免初級(jí)MOS損壞如圖11說明

圖11：二極管短路保護(hù)SDSP應(yīng)用說明

問題案例說明

問題點(diǎn)：300Vac 12V/0A輸出電壓飄高問題

原因：切換頻率為393HZ觸發(fā)到IC最小頻率Fmin SPEC=300HZ-350HZ-400HZ

改善方式：輸出假負(fù)載由10K(14mW)變更為5K(28mW)，假負(fù)載功率消耗增加14mW，待機(jī)功耗可以滿足

編輯：hfy