FT838NB1充电器方案应用指南 FT838NB1还集成了欠压锁定，前沿消隐，内置输出线损补偿，输入电压补偿和内置开关功率NPN，利用这些功能客户可以方便实现一个外部元器件和低成本的AC-DB电源模块。 FT838NB1是一款高性能，低功耗的开关电源控制芯片，它集成恒流恒压控制模块，能在无光耦和TL431的情况下实现次级恒流恒压。 FT838N1应用于电源供应器可同步实现下半场效率和快速动态负载供应，FT838RNA应用于LED驱动，待机电流略高（~22uA）。 FT838NB1集成丰富的保护功能，如VCC过压保护，OTP过温保护，反锁回路开路保护，这些保护功能不但能简化外部电路，而且能够提高电源模块的可靠性。FT838NB1的封装格式为SOP8,满足无铅或绿色环保标准。 这份应用资料介绍了FT838NB系列原边反馈控制芯片及其应用电路。详细描述了它的特点和工作原理，并结合实际的应用方案介绍外围电路的设计流程。 特点 无光耦及TL431反馈 脉冲频率调制控制模式(PFM) 内置功率NPN三极管 内置抖频功能来改善EMI性能 每一个开关周期的电流限制功能 过压保护(OVP) 欠压锁定(UVLO) 输出短路保护 内置输出线损补偿 输入线电压补偿提高输出电流 应用范围 待机功耗要求严格的待机电源应用 手机，PDA，数码相机等电池充电器产品 ADSL, 无绳电话等适配器产品 LED射灯、灯杯和球泡灯等照明产品 芯片版本与管脚定义 芯片本版 线损补偿比例 FT838NB0 0% FT838NB1 3% FT838NB2 6% FT838NB3 9% FT838RNA N/A FT838NB内置输出线损补偿，用户可根据实际输出导线情况选择合适的芯片版本。FT838RNA主要应用于LED驱动应用，故无线损补偿。 管脚号 管脚名称 注解 1 CS 初级电流检测端 2 FB 输出电压反馈端 3 VCC 供电端 4 NC 该管脚悬空 5 GND 芯片的地 6 7 C 功率NPN的集电极 8 FT838NB1 (2).JPG 838NB1 电路2 (2).jpg 介绍 FT838NB这款高度集成的原边反馈控制芯片包含了许多功能，内置功率NPN开关，这些功能有效地提高了小功率反激变换器性能。原边反馈的拓扑结构简化了电路设计，降低了物料成本。通过芯片内部的抖频技术，使得EMI处理更加简单。所以，与传统线性变压器设计电路比较，产品成品体积小，重量轻。 FT838NB这款原边反馈控制芯片工作在脉冲频率调制（PFM）模式下，负载越轻，频率越小；所以轻载时系统的功耗很小。FT838NB启动电流为5uA；所以可以使用很大的启动电阻从而提高了节能效果。 FT838NB这款原边控制芯片同时也提供了非常多的保护功能。FB引脚配置了输入欠压锁定。每一周期的电流限制和恒流控制保证了在重载下的过流保护。另外，芯片能快速关断；当异常状况解除后能及时重启。 通过使用这款原边反馈的芯片，充电器(或适配器, LED驱动电源) 能够用很少的外围器件和的成本实现恒压和恒流的功能。 输出电流Io在断续模式(DCM)的反激拓扑中可以通过方程(1) 来表达。 其中Nps是原边与副边线圈匝数比。Rcs是电流检测电阻的阻值。 Vcsth是Rcs上的电压限制值。芯片内部设定Vcsth=0.55V所以，输出电流Io可以通过Nps和Rcs来计算，确定好Nps和Rcs后，原边反馈控制芯片就可以确定功率三极管的关断时间，从而提供恒定的输出电流。 通过在 DCM下良好的变压器设计，原边反馈控制芯片能够实现而稳定的恒流输出特性。在接下来的篇章中，有一个变压器的具体设计的介绍。 原边反馈控制芯片在恒压工作模式下时工作频率随着负载电流的减小而减小负载电流减小到0时频率降到。有了这种控制模式电源控制芯片能轻松满足严格的功率转换效率的要求。同时为了改善输出瞬态相应特性在频率随负载电流减小的同时降低原边峰值电流避免空载时输出频率过低达到提高输出瞬态相应速度的目的。 频率抖动这款原边反馈控制芯片集成了内部的抖频功能来提高 EMI的性能。输出电压电流特性电池充电器一般会设计两种工作模式恒压充电与恒流充电。图5所示为基本的充电特性。当电池电压很低时充电器工作在恒流充电状态。这是电流充电的主要方式。当电池电压达到它的终电压时电流便逐渐停止。充电器便进入恒压充电模式。终充电电流逐渐减小直到零。 启动电路 当电源启动时，如图6所示输入电压Vbus通过启动电阻R1对电容C1进行充电。当电容的电压(VCC)达到芯片启动电压(VCC-ON)时原边反馈控制芯片开始启动。其中VCC-ON是芯片启动电压 Ist是芯片启动电流。 系统设计变压器设计是系统设计中关键的部分系统的工作频率、饱和磁通密度和系统工作状态(DCM)等都由变压器设定。下面以5V1A为例介绍设计步骤及对应的Excel应用。 以下为设计中用到的参数及其表示方法 Vac_min：交流输入电压 Vac_max：交流输入电压 Vdc_min：输入母线电压值 Vdc_max：输入母线电压值 C1：主输入电容的容值 T：开关管工作周期 f：开关管工作频率 FL：交流输入电压频率 Ton：功率三极管开通时间 Tdis：输出电感放电时间 L：初级电感量 Ls：次级电感量 Ipk：初级电流峰值 Ipks：次级电流峰值 Np：初级线圈匝数 Ns：次级线圈匝数 Naux：辅助绕组线圈匝数 Nps：初次级线圈匝数比 Vo：输出电压 Io：输出电流 VD：输出二极管的正向压降 Vs：Vo与VD之和 Vaux：辅助绕组供电电压 n：变压器转换效率 K：芯片内部设定的比例参数 Rcs：初级电流采样电阻 Vcsth：Rcs上电压的限制值 1. 设定已知参数交流输入电压Vac_min=90VVac_max=265V输入交流电压频率FL=50HZ输出Vo=5VIo=1A;系统工作频率f=60KHZ恒流比例系数K=4(芯片内部设定)磁芯规格EE16磁芯截面积AE =19.2mm2磁通密度Bm=270mT反馈供电电压Vaux=9.5V 2. 确定输入电容C1根据经验当输入交流电压范围为90264V时输入电容C1一般根据输入功率来选择其典型值为 2uF/W由于输出为5V1AExcel表格中计算出C1推荐值为11.8uF可以选择两个6.8uF即13.6uF所以在设计表格的C1修正值中填入13.6。 3. 确定BUS电压和BUS电压