AC-DC 恒压 恒流 电源管理IC,M5832A工作原理概述介绍

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描述

M5832A 是一款低系统成本的LED 驱动控制器,芯片工作在不连续(DCM)模式,应用于反激隔离LED 照明。采用原边反馈控制技术,无需TL431 和光耦等二次侧元器件,其内置专利的恒流(CC)控制技术,可以实现高精度的设计要求。

一、启动电流和启动控制:

M5832A 优化设计了启动电流(Typ. 5uA),当VDD 电压经充电高于UVLO(OFF)阈值电压,芯片可以很快开启工作,因此在系统板上可以使用高阻值的启动电阻来减小功率损耗。工作电流M5832A 低至2mA 的工作电流和多模式控制方式可以实现系统的高转换效率和低待机功耗。软启动系统上电后,M5832A 的内部软启动功能可以减小LED 电流过冲, 当VDD 电压经充电高于UVLO(OFF)阈值电压,芯片内部算法控制CS引脚峰值电压逐渐从0V 增加到0.8V,每次重启都有软启动。CC 工作原理M5832A 专利的CC 控制需要工作在不连续模式,应用于反激隔离LED 照明(参考第1 页典型应用图)。LED 输出电流Iout 计算公式:

AC-DC电源芯片

其中,Lp 是原边绕组电感量, Ipk 是原边绕组峰值电流。参考公式1, 原边绕组电感量的变化会导致输出LED 电流的变化,通过内部环路控制开关频率来补偿原边绕组电感量的差异变化,实现恒流。

AC-DC电源芯片

TDemag 与原边绕组电感量成反比例,控制Lp 和开关频率的乘积恒定不变,这样输出电流就不随原边电感量的变化而变化。芯片最大补偿原边电感量±7% 偏差变化,实现LED 恒流输出。

LED 输出电流计算公式:

AC-DC电源芯片

其中,N 是变压器原边绕组和次级绕组匝比。

二、可调整CC 电流和输出功率:

M5832A 通过调节外部CS 引脚(参考第1 页典型应用图)上的采样电阻Rs 来设定恒流电流和输出功率大小,Rs 阻值越大,则CC 电流越小,输出功率也越小,反之亦然,参考图2。

AC-DC电源芯片

三、工作频率:

M5832A 的开关频率通过负载条件和工作方式自适应调节,无需外部器件设置频率。满足最大输出功率,达到芯片内部设定的最大工作频率65KHz。工作在不连续模式,应用于反激隔离LED 照明,最大输出功率计算公式:AC-DC电源芯片

其中,Lp 是原边绕组电感量,Ipk 是原边绕组峰值电流。CC 工作原理是控制Lp 和开关频率的乘积恒定不变,这样最大输出功率和CC 模式下的LED 输出电流就不随原边电感量的变化而变化,芯片最大补偿原边电感量±7% 偏差变化,实现LED 恒流输出。

四、频率抖动优化EMI:

M5832A 具有频率抖动功能(开关频率调制) 。电磁干扰能量通过开关频率调制而分散。分散的频谱减小电磁干扰传导测试的频段能量,简化了系统设计。

五、电流检测和前沿消隐(LEB):

M5832A 内置逐周期峰值电流限制功能,通过CS 引脚检测接至其引脚采样电阻Rs 上的开关电流大小,并内置前沿消隐电路屏蔽MOSFET开通瞬间尖峰电压,因此在电流检测输入端无需外接RC 滤波电路。电流采样的输入电压和内部EA 的输出电压决定PWM 占空比。

六、Gate 驱动:

M5832A 通过优化设计的驱动电路来驱动外置功率MOSFET。驱动能力太弱会导致高的开关损耗,而驱动能力太强则导致EMI 变差;内置图腾柱驱动和合适的驱动输出能力控制实现了两者之间很好的折衷。

七、保护控制:

通过提供一系列全面的保护功能包括逐周期峰值电流限制,VDD 过压保护和欠压保护等实现了电源系统的高可靠性。系统通过变压器辅助绕组输出给芯片VDD 供电,当VDD 电压高于27.5V,VDD 过压保护被触发,芯片关闭PWM输出,同时系统进入重启动状态;当VDD 电压低于UVLO(ON),则VDD 欠压保护被触发, PWM 输出关闭,同时系统进入重启动状态。

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