CR5224/CR5228/CR5229 应用指导书 V3.0
摘要:
本文主要介绍了 CR522X 的特征和详细的工作原理,描述了一种采用 CR522X 的反激式隔离 AC-DC 开
关电源的简单而高效的设计方法。
芯片特征:
内置 650V 功率开关 MOSFET(CR5224 内置 630V MOSFET)
过温保护功能
低的启动电流:3uA(Typ)
低的工作电流:2mA(Typ)
内置软启动以减小 MOSFET 应力
内置频率抖动以改善 EMI 特性
内置斜波补偿电路
50KHz 的开关频率
为改善效率和最小待机功耗而设计的 Hiccup Mode & PFM 工作模式
VDD 欠压保护(UVLO)、过压保护(OVP)及 VDD 电压钳位功能、OLP 等多种自恢复保护
高效节能:
满足能源之星EPS 2.0版Ⅴ级能效标准
应用领域:
电池充电器
数码产品适配器
VCR,SVR,STB,DVD 等电源
PC,TV 辅助电源
开放式电源
管脚信息:
VDDG GND
VDD GND
FB Drain
Sense Drain
CR5224/CR5228/CR5229
(DIP-8L)
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CR522X 应用指导书
CR522X 是用于 24W 以内离线式开关电源 IC,该 IC 含有高压功率 MOSFET,具有优化的图腾驱动电
路以及电流模式 PWM 控制器。PWM 控制器包含 50KHz 固定的频率振荡发生器以及各种保护。由振荡电
路产生的频率抖动,可以改善 EMI 特性。
为了获得良好的效率和待机功耗,CR522X 在重载或中等负载时,工作在 PWM 模式,频率为 50KHz。
当负载逐渐减小时,振荡器的工作频率逐渐降低,最后稳定在 22KHz 左右。在空载和轻载时,电路采用间
歇模式,有效的降低了待机功耗。
保护功能包括:欠压锁定、过压保护及钳位、过载保护等,各种保护解除后均可自动恢复工作。
由于 CR522X 高度集成,使用外围元件较少。采用 CR522X 可简化反激式隔离 AC-DC 开关电源设计,
从而使设计者轻松的获得可靠的系统。
2.欠压锁定和启动电路
系统在上电时,整流后的高压通过启动电阻 RIN 为 VDD 端的电容 C1 充电,直到 VDD 端电压达到芯片
的启动电压 VDD_ON(典型 14.8V)时,芯片启动并且驱动整个电源系统工作。如果发生保护,输出关断,导
致辅助绕组掉电,VDD 端电压开始下降,当 VDD 端电压低于芯片的关闭电压 VDD_OFF(典型 9V)时,控
制电路关断,芯片消耗电流变小,进入再次启动序列。
VDC
VDD_O
N
RIN
VDD
CR522
X
IDD_S
T
D1
C1
TD_ON
GN
D
图 1.2 典型启动电路
由于芯片的启动电流 IDD_ST 仅 3uA,且考虑到空载的系统损耗,RIN 可取较大值。对于 90Vac~264Vac
输入范围,RIN 可在 1.5MΩ~3MΩ 范围内选取,C1 推荐选用 10uF/50V。
系统启动过程中,最大启动延迟时间可用下式计算:
TD _ ON
= −RIN
× C1 × ln 1− VDC
VDD _ ON
− I DD _ ST
× RIN
………………(1.1)
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,可采用如下电路:
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CR522X 应用指导书
CR522X 内置的图腾驱动电路设计可以优化驱动能力。这种控制原理可以在系统设计时,容易地获得低的
损耗和良好的 EMI 特性。
除此之外,栅极驱动能力还可以通过调整连接在 VDD 端和 VDDG 端的电阻实现的。这样就提供了一
个灵活的系统 EMI 设计。建议该电阻取值为 470Ω~1KΩ。
9.保护功能
在发生各种异常保护状态以后,CR522X 关闭输出,导致 VDD 端电压降低,电路会不断重启,直至故
障解除。
1)逐周期电流限制
在每个周期,峰值电流检测电压由比较器的比较点决定。该电流检测电压不会超过峰值电流限制电压。
保证初级峰值电流不会超过设定电流值。当电流检测电压达到峰值电流限制电压时,输出功率不会增
大。从而限制了最大输出功率。如果负载过重,会导致输出电压变低,反映到 FB 端,导致 FB 电压升
高,发生过载保护。具有线电压补偿功能的 OCP,在宽范围输入时可实现恒功率输出。
2)过压保护及钳位
当 VDD 电压超过过压保护点(典型 28.5V)时,表示负载上发生了过压,此时 CR522X 关断输出。该
状态一直保持,直到 VDD 端口电压降到 VDD_OFF 后进入再次启动序列。发生过压保护后,如果 VDD
端口电压超过箝位电压阀值(典型 30V)时,内部箝位电路将 VDD 电压箝位在 30V,以保护 CR522X
不被损坏,此时输出仍然是关闭的。
3)过载保护
当电路过载时,会导致 FB 电压升高,当 VFB 超过 3.7V 并持续 50ms 的时间,CR522X 关闭输出。该
状态一直保持,直到芯片 VDD 电压降低到 VDD_OFF(典型 9V)后,进入再次启动序列。
4)短路保护
短路保护可能由两种情况决定,当输出短路时,VDD 端口电压会下跌,同时 FB 端口电压会升高,如
果 VDD 端口电压跌到 VDD_OFF(典型 9V)先于 FB 端口超过 3.7V 并持续 50ms,则短路保护由 VDD 端
口引起的 UVLO 决定。反之,则由 FB 引起的过载保护决定。
5)过温保护
当控制芯片内部温度达到典型值 145℃时,过温保护状态启动,芯片关段输出并反复重启动,但 GATE
无频率输出。直至芯片内部温度降低至典型值温度 135℃时,芯片重新正常工作。
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