2024年5月24日发(作者:宦忆远)
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OB2262/OB2263
设计指导
OB2262/OB2263 设计指导
-反激式开关电源应用
一.概要:
随着电子技术的飞速发展,各式各样的电子产品逐渐普及生活的每个角落;同时
伴随着人们环保意识的增强,全球逐渐掀起的以欧盟为首的能源革命,各式各样的电子
产品对其使用的电源提出了体积小、重量轻、能源转换率高、待机功耗小及性价比高
等要求,诸多要求中尤以待机功耗小为重。昂宝电子在这些契机的引导下适时向市场
推出一款PWM控制芯片OB2262/2263,让系统轻易的达到以上要求。OB2262/2263
具有如下特性:
▲ 低待机功耗:OB2262/OB2263通过特别的低功耗间
歇工作模式设计不但可以让整个系统在空载的状态
下轻易达到国际能源机构最新的推荐标准,而且能让
系统在较轻负载(<1/5 load)的情况下同样具有超低
耗的性能。
▲ 无噪声工作:使用OB2262/OB2263设计的电源无论
在空载、轻载和满载的情况下都不会产生音频噪声。
优化的系统设计可以使系统任何工作状态下均可安
静地工作。
▲ 更低工作电流:OB2262/OB2263的工作电流约为
1.4mA,可有效降低系统的损耗,提高系统的效率。
▲ 内置前沿消隐:内置前沿消隐(LEB),可以为系统节省了一个外部的R-C网络,
降低系统成本。
▲ 完善的保护功能:OB2262/OB2263集成了较完善的保护功能模块。UVLO,OCP,
恒定的OLP保护功能可以使系统设计更简洁可靠,同时满足安规的要求。
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-
▲ MOSFET软驱动:可有效的改善系统的EMI。
▲ 较少的外围器件:OB2262/OB2263外围比较简单,可有效提高系统的功率密度,
降低系统的成本。
▲ OB2263 优良的EMI特性:OB2263内置的频率抖动设计可以很有效的改善系统
的EMI特性,同时可以降低系统的EMI成本。
B
r
i
g
h
t
c
o
n
▲ 更低启动电流:OB2262/OB2263 的启动电流低至
3uA,可有效地减少系统启动电路的损耗,缩短系统
的启动时间。
f
i
d
e
n
t
i
a
l
t
o
M
a
x
i
w
o
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OB2262/OB2263
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二.芯片内部模块图
1. OB2262内部模块图
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-
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2. OB2263内部模块图
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OB2262/OB2263
设计指导
三.典型应用电路:
A C I N
E M I
F i l t e r
42
++
+
1
DC OUT
3
V D D
G A T E
R I
O B 2 2 6 2
G N D
O B 4 3 1
F B
o
r
图1 OB226/OB2263典型应用电路
l
d
S E N S E
四.OB2262与OB2263系列芯片应用说明:
2. OB2262与OB2263的不同特性说明
OB2262与OB2263的主要区别在于OB2263内置有频率抖动(shuffling)功能,该功能可
五.设计指导:
O
EMI
AC IN
EMI
R1
Filter
R2
n
-
1.1 OB2262/OB2263满足多种启动方式,常见的启动方式如下图:
AC IN
Filter
BD1
R1
C2
R2
B
r
1. 启动电路及OCP补偿特性说明:
i
g
h
t
以加大程度的改善系统的EMI性能,加快系统的研发过程,同时有利于降低系统的EMI成本。
c
o
n
BD1
D1
R3
VDD
R4
C2
D2
f
i
d
1. OB2262/OB2263应用领域推荐
应用领域
芯片类别
消费类,资讯类等家电类,通信类等
单芯片应用场合
单芯片应用场合
OB2262
√ √
OB2263
√ √
l
t
o
M
备注
医疗,救生设备
类等应用场合
OB2262/OB22
63的设计主要
针对普通消费
类电源产品,
满足系统性价
比低的要求。
e
n
t
i
a
C1
OB2262/63
GND
OB2262/63
GND
图2 整流前启动方式 图3 整流后启动方式
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不推荐
VDD
C1
D1
R3
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1.2 系统的启动时间:
以上的两种启动方式当电源上电开机时通过启动电阻R
IN
给V
DD
端的电容C1充电,直到V
DD
端电压达到芯片的启动电压V
TH(ON)
(典型值14.0V)时芯片才被激活并且驱动整个电源系统正常
工作。在图3中系统的最大启动延迟时间满足如下运算关系:
T
D
_
ON
⎤
⎡
=−⋅−
()1
⎢
R
V
VTH
(
ON
)
V
dc
I
DDST
R
IN
⎢
e
IN
⋅
C
1
⎥
⎥
⎣⎦
(1)
这里:
I
DDST
: OB2262/2263的启动电流
T
D_ON
: 系统的启动延迟时间
R
IN
: 为R1和R2电阻阻值之和
由于芯片具有低启动电流的特性并且考虑到空载的系
统损耗,R
IN
可以取得较大,具体值可在1.2MΩ~3MΩ范围
内选取。如果需要系统具有更快的启动时间且在系统成本允
许的情况下,您可以参考图4中的典型电路,电路中C2的
值可以取得较小(但要考虑系统的稳定性), R
IN
的值可以取
得较大,这样既可缩短系统的启动时间同时也可降低系统空
载时的损耗。
AC IN
EMI
R1
Filter
R2
D1
a
x
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VDD
o
r
BD1
D3
C3
R3
D2
C2
RI
OB2262/63
o
M
GND
1.3 启动电阻R
IN
的最大功率损耗:
在图3中,R
IN
的最大功率损耗可以用下面的公式计算出来,公式如下:
RIN
,max
e
n
P
(
V
dc
,max
−
V
DD
)
V
=≅
RR
2
IN
t
i
a
l
t
图4 快速启动电路
2
dc
,max
IN
(2)
2. PWM工作频率设定:
B
r
工作频率,OB2262/63的典型工作频率为50KHz和65KHz,其应用电
路如图5,R
I
的取值决定了系统的工作频率,工作频率的设定可通过以
下公式(3)计算出来:
i
g
h
t
OB2262/63允许设计者根据系统的使用环境需要自行调整系统的
RI
c
o
n
这里:
V
dc,max
: 最大输入电压整流后的直流电压
V
DD
: 芯片正常工作的电压
f
i
d
n
-
f
6500
(3)
(
KHz
)
=
PWM
R
I
(
KΩ
)
在PCB layout时应尽可能使R
I
的接地端靠近芯片的GND端,以便减少干扰。
O
图5频率设置电路
3. FB端的输入:
了解FB端各电压门限相对应的系统工作状态对分析及优化系统设计是非常有帮助的,
OB2262/63各电压门限相对应的系统工作状态可通过图6表示。
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OB2268/69
GND
C1
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图6 FB端各电压门限相对应的系统工作状态
1.0V~1.4V为系统在空载或轻载时工作在间歇模式下的FB端电压值;1.4V~3.7V为系统正常
工作时FB端的电压值;3.7~4.8V为环路开环,过功率保护或短路保护时FB端的电压值,1.0V(典
型值)以下gate端输出被关闭,保护整个系统。FB的短路电流典型值为0.80mA。
PK
这里
VFB: FB 端的电压。
Rs: 与主开关管MOSFET源极相连接的电流反馈电阻阻值
当VFB>3.7V持续35mS的时间(f=65KHz)或VFB<0.9V(典型值)时,OB2262/63 Gate端立即停
止输出脉冲,保证整个系统的安全。
注意:1
. 当VFB=0.9~1.4V时系统工作在间歇工作模式,如果系统出现可听及的异音,请先检
查系统是否工作正常,如果你确认无误,请检查系统缓冲吸收回路中的电容材质,如果使
用的是普通压电陶瓷电容,那么当系统工作在间歇工作状态时电容由于发生压电效应而产
生异音是很可能的。这时,请更换电容的材质,如MYLA,PEA,MEF或CBB等薄膜类
电容;考虑成本及电容体积大小的因素,我们推荐使用MYLA电容,在保证吸收回路效
果的前提下可以通过调整缓冲吸收回路中的电阻阻值来减少该电容的值有利于缩小电容
体积及降低系统成本,例如2200PF/250V,4700PF/250V或10000PF/250V的MYLA电容
可以接受的。
内置的前沿消隐(LEB)电路,可以为系统节省一个外部的R-C网络。如果由于Sense端的电
流反馈信号前沿噪声干扰持续时间超过芯片内置的前沿消隐(LEB)时间导致系统性能异常,可以
O
2. 当系统工作在满载的情况下如果系统出现可听及的异音时,请检查系统是否工作正常,
如果你确认无误,请检查芯片的FB端的电压波形是否较平滑,如果发现较大的干扰请检
查系统的PCB layout是否合理,对于较小的干扰可通过外加滤波网络进行抑制,如图中
这里R
FB
,C
FB
的取值不宜过大,比如47 Ohm,1000 PF;
的R
FB
及C
FB
组成的低通滤波器,
根据系统的实际情况,R
FB
可以为0 Ohm。R
FB
,C
FB
的取值会影响系统的环路稳定,一般
C
FB
的取值建议要≤4700PF。
4. Sense端的输入:
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I
−
0.9
(5)
=
V
FB
1.67
⋅
R
S
l
t
o
M
OB2262/63采用传统的电流模式结构设计,其关断时间根据峰值电流调整,通过与主开关管
MOSFET源极相连接的电流反馈电阻Rsense转化成电压反馈到OB2262/63 SENSE端来实现控制。
在正常工作时,这个峰值电流与FB具有如下关系式:
a
x
i
w
o
r
l
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考虑外接R-C网络,但建议R-C的取值不宜过大,否则可能会引起电流反馈信号的失真过大,
导致系统启动或输出端短路时MOSFE漏源端电压Vds过高等常见的系统异常现象。
5. Gate端驱动信号输出:
芯片采用
图腾结构驱动输出,可直接驱动MOSFET。同时芯片还内置了一个18V的驱动
输出钳位电路,防止由于某种原因导致系统驱动输出电压过高使MOSFET的栅极击穿。
为改善系统EMI,芯片设计时对驱动信号进行了软驱动优化处理。
6. 动态响应(DNY)的调整:
好。通过分析图7的电路,对调整系统的动态响应特性是很有帮助的。
R
FB
FB
C
FB
R
bias
Rd
Vo
R
F
OB431
l
t
O
n
-
B
r
8. 系统进入间歇工作模式(Burst mode)的条件:
为使系统在空载或轻载的待机模式下尽可能的降低系统整机的损耗,达到国际能源机构最
新的推荐标准,OB2262/63为系统提供了较为人称道的间歇工作模式(Burst Model),当
0.9V FB <1.4V,且Vdd端(7脚)电压达到芯片内部预置的稳定的Burst Model门限电压值 (V th_burst ≈10.8V,考虑到系统温度的影响,设计中建议该门限电压值V th_burst >11.3V)时芯片 就会使系统进入稳定的间歇工作模式(Burst mode)。这时系统的工作原理可简略的描述如下:当 V dd 大于预置电压11.3V时Gate立即关闭输出,变压器储存的能量就会通过输出绕组传输到输 出端用以维持系统输出的稳定直到下个周期的到来;同时,变压器辅助绕组也通过耦合输出绕 组给V dd 端电容充电,使V dd 端电压持续上升,直到输出绕组停止传输能量。间隔一段时间后, 芯片内部持续消耗Vdd端电容储存的能量使Vdd端电压下降,一旦Vdd端电压下降到小于预 置电压11.3V(典型值)时gate就会输出脉冲进入正常工作状态,直到V dd 大于预置电压11.3V(典 型值)重复上述循环。 ©On-Bright Electronics Page 6 of 8 V0.1 2005-12-28 i g h t 图7 对芯片而言,整个系统的环路响应是芯片的FB端通过检测U3光耦反馈传输过来的信号强 度及信号变化来进行控制的,系统的响应特性不仅与OB431的增益有关,而且与光耦的传输特 性有关。为了使系统具有较好的动态响应特性,我们需要调节OB431的 反馈增益环路相关元件 R F 与C F 的值,使环路具有较高的增益,另外需要调节R d 的值(Rd的取值不宜过大),使U3光耦 发射二极管端能够把次级变化的信号转化为电流变化信号,并迅速的反馈到芯片的FB端进行跟 随控制。 注意:OB431的最小工作电流I F 值为1mA,但是这个值并不是OB431稳定工作的最小值, 具体的值不同公司生产的会有所不同,设计参考值一般为2~5mA;设计中建议给OB431提供1 个偏置电阻以方便调整环路的稳定性。 c o n f i d e n t i a o M C F R2 U3 817C a x i w R1 o r l d 从动态响应的原理来看,系统要具有较快的环路响应特性才能使系统的动态响应特性较 电子发烧友 电子技术论坛 OB2262/OB2263 设计指导 9. 内置保护说明: 9.1 短路保护(SCP)、过流保护(OCP)及过功率保护(OPP/OLP): 芯片SENSE端通过监控系统初级侧(一次侧)流过主开关管的电流信号活动,芯片能检 测到系统过流或过功率的状况。当系统输出发生短路、过流或过功率现象时,如果SENSE 端的电压V TH_OC 超过0.75V(典型值)时,Gate端输出脉宽将会被限制输出,这时系统处于 恒功率输出状态Po=Vo*Io,即如果增加输出负载电流,那么系统输出电压相应会下降,FB 相应上升;当这种现象持续35mS(典型值,f=65KHz)后,芯片将使系统进入过功率保护(OLP) 状态,Gate会立即关闭输出,保护整个系统,然后芯片重新启动,Gate输出驱动信号,当 故障依然存在时系统将重复上述现象。当系统进入过功率保护状态时,系统损耗的平均功 率是较低的。 OB2262/63系列芯片都内置有欠压保护电路(UVLO),当V DD 端电压小于9.8Vmax 时(考虑温度的影响建议设计参考值为10.3V),芯片就会进入欠压保护状态,这时Gate 停止输出PWM。 注意:设计中需要检查交流输入全电压范围内当输出负载瞬间由满载转为空载时芯 片的Vdd端电压是否受影响而误触发UVLO,即Vdd端电压瞬时低于9.8V(考虑温度的影 响建议设计参考值为10.3V),这样很容易造成空载电压不稳现象,解决方案见〝10. 输出 电压不稳调整方案〞的叙述。 由于系统工作一般会跨越电流连续(CCM)及电流不连续(DCM) 使用Flyback架构的系统, O ©On-Bright Electronics Page 7 of 8 V0.1 2005-12-28 n - B r i g h t 10. 输出电压不稳调整方案 两种模式。如果系统参数不匹配,那么这种工作模式将很容易导致大信号不稳现象发生, 在系统板上具体现象表现为: 1) 输出空载电压不稳定。 2) 输出负载突然由满载切换为空载的情况易造成输出电压不稳定。 3) Overshoot/Undershoot性能较差。 如设计中遇到以上现象,请先检查系统在输出空载且输入电压在90~264Vac的情况下, 芯片的Vdd端(7脚)的电压是否达到稳定的Burst Model门限电压值(V th_burst ≈11.3V),考 虑到系统温度的影响,设计中建议该门限电压值V th_burst >11.3V;其次check系统的环 路是否真的处于稳定状态。如果以上均确定没有问题,建议进行如下几点的调整方案: 1) 适当增加Vdd端电容(如图2的C1)的容值。 2) 适当减少Vdd端限流电阻(如图2的R4)的阻值。这里特别说明,OB2262/63的OCP 不是依靠Vdd的电压下降进行保护的,如:OBPD15W-LXXA Demo Board该位置的取 值就为0 Ohm。 c o n f i d e n t i a 9.3 欠压保护(UVLO): l t OB2262/63 芯片V DD 端内置有优异的过压钳位电路,当V DD 端电压由于系统发生异常 导致Vdd电压上升到34.0V(典型值)时,芯片会自动进入过压钳位状态,同时Gate停止输 出脉宽,从而保护整个系统的安全。 注意:Vdd钳位电路能承受的电流大约为10mA(rms),如果系统由于其他原因导致Vdd 钳位电路动作后Vdd端电压仍然持续上升且超过芯片的耐受能力,那么芯片就可能会被烧 毁。 o M a x i w 9.2 过压钳位(V DD clamp): o r l d 电子发烧友 电子技术论坛 OB2262/OB2263 设计指导 3) 在满足系统省功要求的情况下在次级增加较小的假负载。 如果进行以上调整后仍然感到不满意,综合考虑省功﹑缩短启动时间及方便调整大信号 不稳等因数,较强力推荐图4的典型应用电路,特别在大功率输出的应用场合。值得提醒 的是,在使用图4的电路时需要注意调整C2及C3的容值搭配,保证输出负载发生突变现 象的情况下(如:满载突然转空载的情况),C2的能量能够较长时间维持芯片稳定工作而不 会误触发UVLO(9.8Vmax,考虑温度影响建议设计参考值为10.3V),否则系统又有可能进入 大信号不稳现象。 O ©On-Bright Electronics Page 8 of 8 V0.1 2005-12-28 n - B r i g h t c o n f i d e n t i a l t o M a x i w o r l d
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-反激式开关电源应用
一.概要:
随着电子技术的飞速发展,各式各样的电子产品逐渐普及生活的每个角落;同时
伴随着人们环保意识的增强,全球逐渐掀起的以欧盟为首的能源革命,各式各样的电子
产品对其使用的电源提出了体积小、重量轻、能源转换率高、待机功耗小及性价比高
等要求,诸多要求中尤以待机功耗小为重。昂宝电子在这些契机的引导下适时向市场
推出一款PWM控制芯片OB2262/2263,让系统轻易的达到以上要求。OB2262/2263
具有如下特性:
▲ 低待机功耗:OB2262/OB2263通过特别的低功耗间
歇工作模式设计不但可以让整个系统在空载的状态
下轻易达到国际能源机构最新的推荐标准,而且能让
系统在较轻负载(<1/5 load)的情况下同样具有超低
耗的性能。
▲ 无噪声工作:使用OB2262/OB2263设计的电源无论
在空载、轻载和满载的情况下都不会产生音频噪声。
优化的系统设计可以使系统任何工作状态下均可安
静地工作。
▲ 更低工作电流:OB2262/OB2263的工作电流约为
1.4mA,可有效降低系统的损耗,提高系统的效率。
▲ 内置前沿消隐:内置前沿消隐(LEB),可以为系统节省了一个外部的R-C网络,
降低系统成本。
▲ 完善的保护功能:OB2262/OB2263集成了较完善的保护功能模块。UVLO,OCP,
恒定的OLP保护功能可以使系统设计更简洁可靠,同时满足安规的要求。
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▲ MOSFET软驱动:可有效的改善系统的EMI。
▲ 较少的外围器件:OB2262/OB2263外围比较简单,可有效提高系统的功率密度,
降低系统的成本。
▲ OB2263 优良的EMI特性:OB2263内置的频率抖动设计可以很有效的改善系统
的EMI特性,同时可以降低系统的EMI成本。
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▲ 更低启动电流:OB2262/OB2263 的启动电流低至
3uA,可有效地减少系统启动电路的损耗,缩短系统
的启动时间。
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二.芯片内部模块图
1. OB2262内部模块图
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三.典型应用电路:
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图1 OB226/OB2263典型应用电路
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S E N S E
四.OB2262与OB2263系列芯片应用说明:
2. OB2262与OB2263的不同特性说明
OB2262与OB2263的主要区别在于OB2263内置有频率抖动(shuffling)功能,该功能可
五.设计指导:
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1.1 OB2262/OB2263满足多种启动方式,常见的启动方式如下图:
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1. 启动电路及OCP补偿特性说明:
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以加大程度的改善系统的EMI性能,加快系统的研发过程,同时有利于降低系统的EMI成本。
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1. OB2262/OB2263应用领域推荐
应用领域
芯片类别
消费类,资讯类等家电类,通信类等
单芯片应用场合
单芯片应用场合
OB2262
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OB2263
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医疗,救生设备
类等应用场合
OB2262/OB22
63的设计主要
针对普通消费
类电源产品,
满足系统性价
比低的要求。
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图2 整流前启动方式 图3 整流后启动方式
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1.2 系统的启动时间:
以上的两种启动方式当电源上电开机时通过启动电阻R
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给V
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端的电容C1充电,直到V
DD
端电压达到芯片的启动电压V
TH(ON)
(典型值14.0V)时芯片才被激活并且驱动整个电源系统正常
工作。在图3中系统的最大启动延迟时间满足如下运算关系:
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这里:
I
DDST
: OB2262/2263的启动电流
T
D_ON
: 系统的启动延迟时间
R
IN
: 为R1和R2电阻阻值之和
由于芯片具有低启动电流的特性并且考虑到空载的系
统损耗,R
IN
可以取得较大,具体值可在1.2MΩ~3MΩ范围
内选取。如果需要系统具有更快的启动时间且在系统成本允
许的情况下,您可以参考图4中的典型电路,电路中C2的
值可以取得较小(但要考虑系统的稳定性), R
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的值可以取
得较大,这样既可缩短系统的启动时间同时也可降低系统空
载时的损耗。
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GND
1.3 启动电阻R
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的最大功率损耗:
在图3中,R
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的最大功率损耗可以用下面的公式计算出来,公式如下:
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t
i
a
l
t
图4 快速启动电路
2
dc
,max
IN
(2)
2. PWM工作频率设定:
B
r
工作频率,OB2262/63的典型工作频率为50KHz和65KHz,其应用电
路如图5,R
I
的取值决定了系统的工作频率,工作频率的设定可通过以
下公式(3)计算出来:
i
g
h
t
OB2262/63允许设计者根据系统的使用环境需要自行调整系统的
RI
c
o
n
这里:
V
dc,max
: 最大输入电压整流后的直流电压
V
DD
: 芯片正常工作的电压
f
i
d
n
-
f
6500
(3)
(
KHz
)
=
PWM
R
I
(
KΩ
)
在PCB layout时应尽可能使R
I
的接地端靠近芯片的GND端,以便减少干扰。
O
图5频率设置电路
3. FB端的输入:
了解FB端各电压门限相对应的系统工作状态对分析及优化系统设计是非常有帮助的,
OB2262/63各电压门限相对应的系统工作状态可通过图6表示。
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l
d
OB2268/69
GND
C1
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设计指导
图6 FB端各电压门限相对应的系统工作状态
1.0V~1.4V为系统在空载或轻载时工作在间歇模式下的FB端电压值;1.4V~3.7V为系统正常
工作时FB端的电压值;3.7~4.8V为环路开环,过功率保护或短路保护时FB端的电压值,1.0V(典
型值)以下gate端输出被关闭,保护整个系统。FB的短路电流典型值为0.80mA。
PK
这里
VFB: FB 端的电压。
Rs: 与主开关管MOSFET源极相连接的电流反馈电阻阻值
当VFB>3.7V持续35mS的时间(f=65KHz)或VFB<0.9V(典型值)时,OB2262/63 Gate端立即停
止输出脉冲,保证整个系统的安全。
注意:1
. 当VFB=0.9~1.4V时系统工作在间歇工作模式,如果系统出现可听及的异音,请先检
查系统是否工作正常,如果你确认无误,请检查系统缓冲吸收回路中的电容材质,如果使
用的是普通压电陶瓷电容,那么当系统工作在间歇工作状态时电容由于发生压电效应而产
生异音是很可能的。这时,请更换电容的材质,如MYLA,PEA,MEF或CBB等薄膜类
电容;考虑成本及电容体积大小的因素,我们推荐使用MYLA电容,在保证吸收回路效
果的前提下可以通过调整缓冲吸收回路中的电阻阻值来减少该电容的值有利于缩小电容
体积及降低系统成本,例如2200PF/250V,4700PF/250V或10000PF/250V的MYLA电容
可以接受的。
内置的前沿消隐(LEB)电路,可以为系统节省一个外部的R-C网络。如果由于Sense端的电
流反馈信号前沿噪声干扰持续时间超过芯片内置的前沿消隐(LEB)时间导致系统性能异常,可以
O
2. 当系统工作在满载的情况下如果系统出现可听及的异音时,请检查系统是否工作正常,
如果你确认无误,请检查芯片的FB端的电压波形是否较平滑,如果发现较大的干扰请检
查系统的PCB layout是否合理,对于较小的干扰可通过外加滤波网络进行抑制,如图中
这里R
FB
,C
FB
的取值不宜过大,比如47 Ohm,1000 PF;
的R
FB
及C
FB
组成的低通滤波器,
根据系统的实际情况,R
FB
可以为0 Ohm。R
FB
,C
FB
的取值会影响系统的环路稳定,一般
C
FB
的取值建议要≤4700PF。
4. Sense端的输入:
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-
B
r
i
g
h
t
c
o
n
f
i
d
e
n
t
i
a
I
−
0.9
(5)
=
V
FB
1.67
⋅
R
S
l
t
o
M
OB2262/63采用传统的电流模式结构设计,其关断时间根据峰值电流调整,通过与主开关管
MOSFET源极相连接的电流反馈电阻Rsense转化成电压反馈到OB2262/63 SENSE端来实现控制。
在正常工作时,这个峰值电流与FB具有如下关系式:
a
x
i
w
o
r
l
d
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OB2262/OB2263
设计指导
考虑外接R-C网络,但建议R-C的取值不宜过大,否则可能会引起电流反馈信号的失真过大,
导致系统启动或输出端短路时MOSFE漏源端电压Vds过高等常见的系统异常现象。
5. Gate端驱动信号输出:
芯片采用
图腾结构驱动输出,可直接驱动MOSFET。同时芯片还内置了一个18V的驱动
输出钳位电路,防止由于某种原因导致系统驱动输出电压过高使MOSFET的栅极击穿。
为改善系统EMI,芯片设计时对驱动信号进行了软驱动优化处理。
6. 动态响应(DNY)的调整:
好。通过分析图7的电路,对调整系统的动态响应特性是很有帮助的。
R
FB
FB
C
FB
R
bias
Rd
Vo
R
F
OB431
l
t
O
n
-
B
r
8. 系统进入间歇工作模式(Burst mode)的条件:
为使系统在空载或轻载的待机模式下尽可能的降低系统整机的损耗,达到国际能源机构最
新的推荐标准,OB2262/63为系统提供了较为人称道的间歇工作模式(Burst Model),当
0.9V FB <1.4V,且Vdd端(7脚)电压达到芯片内部预置的稳定的Burst Model门限电压值 (V th_burst ≈10.8V,考虑到系统温度的影响,设计中建议该门限电压值V th_burst >11.3V)时芯片 就会使系统进入稳定的间歇工作模式(Burst mode)。这时系统的工作原理可简略的描述如下:当 V dd 大于预置电压11.3V时Gate立即关闭输出,变压器储存的能量就会通过输出绕组传输到输 出端用以维持系统输出的稳定直到下个周期的到来;同时,变压器辅助绕组也通过耦合输出绕 组给V dd 端电容充电,使V dd 端电压持续上升,直到输出绕组停止传输能量。间隔一段时间后, 芯片内部持续消耗Vdd端电容储存的能量使Vdd端电压下降,一旦Vdd端电压下降到小于预 置电压11.3V(典型值)时gate就会输出脉冲进入正常工作状态,直到V dd 大于预置电压11.3V(典 型值)重复上述循环。 ©On-Bright Electronics Page 6 of 8 V0.1 2005-12-28 i g h t 图7 对芯片而言,整个系统的环路响应是芯片的FB端通过检测U3光耦反馈传输过来的信号强 度及信号变化来进行控制的,系统的响应特性不仅与OB431的增益有关,而且与光耦的传输特 性有关。为了使系统具有较好的动态响应特性,我们需要调节OB431的 反馈增益环路相关元件 R F 与C F 的值,使环路具有较高的增益,另外需要调节R d 的值(Rd的取值不宜过大),使U3光耦 发射二极管端能够把次级变化的信号转化为电流变化信号,并迅速的反馈到芯片的FB端进行跟 随控制。 注意:OB431的最小工作电流I F 值为1mA,但是这个值并不是OB431稳定工作的最小值, 具体的值不同公司生产的会有所不同,设计参考值一般为2~5mA;设计中建议给OB431提供1 个偏置电阻以方便调整环路的稳定性。 c o n f i d e n t i a o M C F R2 U3 817C a x i w R1 o r l d 从动态响应的原理来看,系统要具有较快的环路响应特性才能使系统的动态响应特性较 电子发烧友 电子技术论坛 OB2262/OB2263 设计指导 9. 内置保护说明: 9.1 短路保护(SCP)、过流保护(OCP)及过功率保护(OPP/OLP): 芯片SENSE端通过监控系统初级侧(一次侧)流过主开关管的电流信号活动,芯片能检 测到系统过流或过功率的状况。当系统输出发生短路、过流或过功率现象时,如果SENSE 端的电压V TH_OC 超过0.75V(典型值)时,Gate端输出脉宽将会被限制输出,这时系统处于 恒功率输出状态Po=Vo*Io,即如果增加输出负载电流,那么系统输出电压相应会下降,FB 相应上升;当这种现象持续35mS(典型值,f=65KHz)后,芯片将使系统进入过功率保护(OLP) 状态,Gate会立即关闭输出,保护整个系统,然后芯片重新启动,Gate输出驱动信号,当 故障依然存在时系统将重复上述现象。当系统进入过功率保护状态时,系统损耗的平均功 率是较低的。 OB2262/63系列芯片都内置有欠压保护电路(UVLO),当V DD 端电压小于9.8Vmax 时(考虑温度的影响建议设计参考值为10.3V),芯片就会进入欠压保护状态,这时Gate 停止输出PWM。 注意:设计中需要检查交流输入全电压范围内当输出负载瞬间由满载转为空载时芯 片的Vdd端电压是否受影响而误触发UVLO,即Vdd端电压瞬时低于9.8V(考虑温度的影 响建议设计参考值为10.3V),这样很容易造成空载电压不稳现象,解决方案见〝10. 输出 电压不稳调整方案〞的叙述。 由于系统工作一般会跨越电流连续(CCM)及电流不连续(DCM) 使用Flyback架构的系统, O ©On-Bright Electronics Page 7 of 8 V0.1 2005-12-28 n - B r i g h t 10. 输出电压不稳调整方案 两种模式。如果系统参数不匹配,那么这种工作模式将很容易导致大信号不稳现象发生, 在系统板上具体现象表现为: 1) 输出空载电压不稳定。 2) 输出负载突然由满载切换为空载的情况易造成输出电压不稳定。 3) Overshoot/Undershoot性能较差。 如设计中遇到以上现象,请先检查系统在输出空载且输入电压在90~264Vac的情况下, 芯片的Vdd端(7脚)的电压是否达到稳定的Burst Model门限电压值(V th_burst ≈11.3V),考 虑到系统温度的影响,设计中建议该门限电压值V th_burst >11.3V;其次check系统的环 路是否真的处于稳定状态。如果以上均确定没有问题,建议进行如下几点的调整方案: 1) 适当增加Vdd端电容(如图2的C1)的容值。 2) 适当减少Vdd端限流电阻(如图2的R4)的阻值。这里特别说明,OB2262/63的OCP 不是依靠Vdd的电压下降进行保护的,如:OBPD15W-LXXA Demo Board该位置的取 值就为0 Ohm。 c o n f i d e n t i a 9.3 欠压保护(UVLO): l t OB2262/63 芯片V DD 端内置有优异的过压钳位电路,当V DD 端电压由于系统发生异常 导致Vdd电压上升到34.0V(典型值)时,芯片会自动进入过压钳位状态,同时Gate停止输 出脉宽,从而保护整个系统的安全。 注意:Vdd钳位电路能承受的电流大约为10mA(rms),如果系统由于其他原因导致Vdd 钳位电路动作后Vdd端电压仍然持续上升且超过芯片的耐受能力,那么芯片就可能会被烧 毁。 o M a x i w 9.2 过压钳位(V DD clamp): o r l d 电子发烧友 电子技术论坛 OB2262/OB2263 设计指导 3) 在满足系统省功要求的情况下在次级增加较小的假负载。 如果进行以上调整后仍然感到不满意,综合考虑省功﹑缩短启动时间及方便调整大信号 不稳等因数,较强力推荐图4的典型应用电路,特别在大功率输出的应用场合。值得提醒 的是,在使用图4的电路时需要注意调整C2及C3的容值搭配,保证输出负载发生突变现 象的情况下(如:满载突然转空载的情况),C2的能量能够较长时间维持芯片稳定工作而不 会误触发UVLO(9.8Vmax,考虑温度影响建议设计参考值为10.3V),否则系统又有可能进入 大信号不稳现象。 O ©On-Bright Electronics Page 8 of 8 V0.1 2005-12-28 n - B r i g h t c o n f i d e n t i a l t o M a x i w o r l d