TT3215A是一款低成本高精度待機電源芯片。內置功率管,極小的LEB時間可以實現AC264V輸入,5V輸出的應用需求。IC具有自供電能力無需啟動電阻,同時IC具有多重保護功能。本設計為AC230V輸入,使用DR9*12 工字電感設計。
TT3215A
主要特點
? 內置650V高雪崩能力功率MOSFET
? 內置高壓啟動和自供電電路
? 適用于Buck、Buck-Boost等多種架構
? 多模式輸出(輸出電壓大于3.3V,可通過FB電阻調整或固定輸出12V)
? 輸出功率可編程
? 改善EMI的頻率抖動技術
? 優異的負載調整率和工作效率
? 全面的保護功能:過載保護(OLP),過溫保護(OTP),欠壓保護(UVLO),FB短路保護, CS懸空保護, 輸出過壓保護,磁飽和保護等
基本應用
? 非隔離輔助電源
? 小家電
? 智能家居
? LED
引腳分布
引腳描述
典型應用
輸出電壓可調應用方案
固定輸出12V應用方案
結構圖
TT3215A內部簡化圖
極限參數
電氣特性
(VDD=12V, TA=25℃除了另作說明)
工作原理描述
TT3215A集成PFM控制器及650V功率MOSFET,用于外圍元器件精簡的小功率非隔離開關電源,輸出電壓可通過FB電阻調整。TT3215A內置高壓啟動與自供電模塊,實現系統快速啟動、超低待機、自供電功能。該芯片提供了完整的智能保護功能,包括過載保護,欠壓保護,過溫保護,FB端開短路保護等。另外,TT3215A的降頻調制技術有助于改善EMI特性。
高壓啟動與自供電
在啟動階段,內部高壓啟動管提供1.5mA電流對外部VDD電容進行充電;當VDD電壓達到VDD_ON,芯片開始工作,高壓啟動管停止對VDD 電容充電;當VDD電壓降低到VDD_OFF,內部高壓啟動管再次提供1.5mA電流對外部VDD電容進行充電;從而實現芯片自供電,無需輔助繞組或其他外圍元件對芯片供電。
輸出電壓可調模式
FB端接分壓電阻,芯片通過FB來檢測輸出電壓。芯片允許用戶通過調整FB端的分壓電阻來調整輸出電壓,從而適應不同的功率應用要求。同時,用戶可通過CS端外接的采樣電阻RS來對系統的最大電感電流進行設定。其輸出電壓和最大電感電流分別由以下兩式決定:
2-1:連續模式波形
2-2:斷續模式波形
芯片通過FB管腳對輸出電壓進行采樣,當FB電壓低于內部基準電壓,芯片開啟集成的高壓功率開關管,對儲能電感充電,當電感電流達到用戶設定的基準電流IPEAK,芯片關閉集成的高壓功率管,由續流二極管對儲能電感續流。圖2-1和圖2-2分別給出連續模式(CCM)和非連續模式(DCM)下系統關鍵節點工作波形。同時芯片集成負載補償功能,可以提高恒壓精度,實現較好的負載調整率。
固定輸出12V模式
FB端接電容,系統通過VDD的電壓來檢測并調整輸出電壓,從而使輸出電壓固定為12V。同時,芯片允許用戶通過CS端外接的采樣電阻RS來對系統的最大電感電流進行設定。
2-3:連續模式波形
2-4:斷續模式波形
VDD電壓經過內部分壓電阻分壓得到采樣電壓VRF。當VRF電壓低于內部基準電壓,芯片開啟集成的高壓功率開關管,對儲能電感充電,當電感電流達到用戶設定的基準電流IPEAK,芯片關閉集成的高壓功率管,由續流二極管對儲能電感續流。圖2-3和圖2-4分別給出連續模式(CCM)和非連續模式(DCM)下系統關鍵節點工作波形。
PFM調制
芯片工作在PFM模式,當系統的負載降低時,芯片會自動降低系統的工作頻率FSW,同時電感的峰值電流同樣隨系統工作頻率FSW降低而降低,從而減小系統的開關損耗,提升系統工作效率并降低待機功耗。
軟啟動
為了避免非隔離系統啟動階段因進入深度CCM模式,帶來較大電流尖峰。TT3215A設置軟啟動功能,在啟動前數個開關周期內最高開關頻率降低為25%和50%。同時芯片設計較小的LEB時間,以降低LEB時間內能量大小,以避免系統啟動時的高電流尖峰。
智能保護
TT3215A具有全面的保護功能,包括:過載保護、過溫保護、FB短路保護、CS過壓保護,VDD欠壓保護等功能,并且這些保護具有自恢復功能。
自動重啟模式
當發生過載或短路等故障時,芯片進入到自動重啟和VDD振蕩模式中。在此過程中高壓MOSFET不允許導通,同時VDD電容上電壓持續在8.5V和11V之間振蕩。通過芯片內部數字計數器對振蕩周期的計數,數個周期后芯片退出保護模式并重新開始工作。如果障解除,系統開始正常工作;否則系統再次進入振蕩模式。
特性曲線及波形(VDD=12V,TA=25℃除非特殊說明)
1、原理圖、樣機
2、BOM LIST
3、效率測試
4、線性、負載調整率
5、過流點測試
6、工作波形
264V 啟動波形I_L3&V_D3
I_L3&V_D3 230VAC Io=0.3A
注意:在最大輸入電壓下帶載啟動,工字電感不能出現飽和,否則請使用更大截面積磁芯。工字電感的磁路易受到外部介質影響,同時也對外界電路影響較大,請慎重選擇。
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