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CR5249超低功耗电源芯片可兼容代换OB2359

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文章出处:骊微电子责任编辑:电源管理芯片人气:-发表时间:2021-10-21 09:17
  CR5249是一款低待机高性能电流模式 PWM 开关,待机功耗小于 75mW 并且效率满足能效六要求,同时内置多种保护功能和优异的性能使得 CR5249 在中小规模电源变换器中极具竞争力,在实际应用中CR5249超低功耗电源芯片可兼容代换OB2359。
  
  一、启动和工作电流  
  CR5249 典型的启动电流只有 5μA,因此大阻值的启动电阻的使用可以降低功率损失。在全电压输入范围内,在使用 CR5249 的普通 AC/DC 适配器中,可以使用阻值为 2M 的启动电阻,既可以满足快速启动的要求,又降低了启动损耗。CR5249 的正常工作电流仅仅只有 1.3mA。低的工作电流可以提高整个系统的效率,同时 VDD 端可以采用较小的供电电容。
  
  二、工作频率和频率抖动  
  CR5249 内部设置典型值为 65kHz 的振荡器。同时为了提高 EMI 特性,CR5249 还内置了频率抖动使其实际工作频率在设定值的±4%范围内抖动。
  
  三、逐周期电流检测和前沿消隐  
  CR5249 集成逐周期电流检测 PWM 控制器,通过 SENSE 电阻检测功率管电流。每次功率管开启的时候,检测电阻上会产生一个大的尖峰电压。这个尖峰是由初级电容和次级整流反向恢复产生的。为了避免由这个尖峰电压引起的错误的峰值电流检测导致功率管提前关断,CR5249超低功耗电源芯片内部设置了前沿消隐电路。在前沿消隐的时间段里(典型值为 270ns),PWM比较器不工作,从而不能关断 GATE 驱动端。前沿消隐可以代替传统的外接 RC 滤波电路,节省外围元件。由 SENSE 电阻上的输入电压和 FB 输入电压来决定 PWM 的占空比。
  
  四、内置斜坡补偿  
  在普通的应用中,对于电流模式的控制器,当开关的占空比超过 50%时,控制环路稳定性变得至关重要。在 CR5249 中,内置了斜坡补偿电路来避免环路不稳定的发生。斜坡补偿通过在检测电压上叠加一个斜坡电压来控制 PWM 的产生。这极大的改善了在 CCM 模式下的闭环的稳定性,同时防止了次谐波震荡,减小了输出纹波电压。
  
  五、恒功率限制  
  在反激应用中,由于 GATE 驱动延时的存在,当输入交流电压变化时会导致系统过功率点的改变。在 CR5249 中,集成了独有的恒功率限制模块,来对不同的输入电压进行过功率补偿,保证输出过功率保护点恒定。
  
  六、软启动  
  CR5249 内置了典型值 4ms 的软启动时间,在启动时用来缓慢增加逐周期过流保护的阈值电压。在启动时,它能够有效防止变压器磁芯饱和,还可以减少次级二极管的应力。每次VDD 的跌破重启都会触发软启动功能。
  
  七、输出整流二极管短路保护  
  开关电源控制器如果长期工作在输出整流二极管短路状态,系统容易出现异常状态,情况严重还可能造成产品炸机。CR5249 芯片内部集成了输出整流二极管短路保护功能,当芯片检测到输出整流二极管短路状态,将关断 PWM 输出,通过 VDD 打嗝模式来保护芯片,直到解除异常状态。
  
  八、绿色模式  
  开关电源控制器在轻载或者空载时的主要功率损耗来自于开关损耗,开关损耗正比于PWM 开关频率。为了满足绿色模式的需求,在这种情况下必须减小开关的次数。可以通过降低开关的频率或者间歇式开启(跳过一些周期,隔一段时间导通几个周期)来实现。
  
  九、驱动  
  CR5249 的输出级是一个图腾式栅极驱动。交叉导通的方式有效减小了热损失,提高了效率并且增强了稳定性。芯片内部为 MOSFET 的栅端设置了钳位保护电压以防止 VDD 异常时的驱动问题。同时,芯片内部还设置了软驱动来提升 EMI 特性。与此同时,可以通过调节 VDD 和 VDDG 之间的电阻来调节驱动能力,并能够优化 EMI特性。
  
  十、保护功能  
  为了确保系统的正常工作,CR5249超低功耗电源芯片内置了多重保护措施。这些保护措施包括逐周期的电流限制、峰值电流限制、过温保护、过载保护、过压保护、SENSE 开路保护、欠压锁定等。芯片的供电电源 VDD 由辅助绕组提供。当 VDD 低于进入欠压锁定的阈值电压时,开关将会被关断,随后系统自动进入重启状态。
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