带输入电压前馈的准谐振反激芯片AP8265介绍

导读

针对工业电源辅助电源的应用场景，芯朋微推出带输入电压前馈的准谐振反激芯片AP8265，该芯片具有线电压前馈补偿功能以满足宽输入电压范围OCP点一致性要求，内部集成高性能运放支持原边或副边多种反馈控制方式，负载自适应准谐振控制降低全负载段功率管开通损耗等优势，兼容*6565。

本期，芯朋微技术团队为各位fans分享该芯片的六大亮点、三项关键技术、36W DEMO设计及测试数据。

01芯片介绍

芯片

六大亮点

●  适用工业辅源：满足JESD47L可靠性标准要求，为工业电源应用量身打造；

●  原副边反馈： AP8265内置误差放大器和基准电压，既可以利用内置基准直接反馈辅助电源原边绕组电压，也可以通过光耦控制副边绕组输出电压;

●  线电压前馈：根据不同的输入电压自适应调节峰值电流限值，实现高低输入电压下带载能力一致，特别适合输入电压范围非常宽的辅助电源应用；

●  多工作模式：准谐振工作模式降低功率管温升，轻载下的降频工作模式保证全负载范围的效率表现更优；

●  低功耗设计：极低的启动电流降低启动电阻功耗；

●  全面智能保护：具有逐周期过流保护、整流二极管短路保护、过负载保护、VDD电压箝位保护、VDD欠压保护等保护功能，可靠性更高。

关键技术一

负载自适应QR原理

AP8265利用COMP引脚电压决定屏蔽时间TBLANK， TBLANK时间从功率管关断时开始计时，计时时间内禁止功率管开通，当TBLANK计时结束后，利用DMG引脚检测辅助绕组电压实现谷底检测，经过适当的延时后，使得外部功率管在DS电压处于谷底时开通，从而减小开通损耗。

负载由满载逐渐降低到轻载的过程中，COMP电压逐渐下降。当COMP电压仍大于3.2V时， TBLANK时间为3.5us，芯片工作在第一谷底；当COMP电压下降到3.2V以下时，消隐时间逐渐增加至18us，谷底数增加，实现芯片降频工作模式，可以减小轻载开关损耗，保证全负载范围的效率最优表现。

关键技术二

市电自适应过流阈值补偿

QR反激变换器提供给负载的功率Po表达式为：

Lp为变压器原边感量，Ip为原边峰值电流，fs为开关频率

当变换器采用固定过流阈值时，在高压时开关频率增大，导致高压时提供的功率达到低压时的两倍以上。      

AP8265内置线电压补偿功能，可以有效减小高低压下功率差值过大，使系统提供的功率基本保持一致。  芯片通过分压电阻采样BULK电压值连接到ACIN引脚，将引脚电压值加入前馈补偿电路模块，进而对CS过流阈值电压进行调节，从而保证不同输入电压下过流点的一致性。系统不需要线电压前馈补偿功能时可将ACIN引脚接地。

有/无线电压前馈带载能力对比

CS过流阈值电压与VACIN关系曲线

关键技术三

支持原边反馈和次边反馈

AP8265内置了误差放大器，误差放大器电压增益80dB, 带宽1MHz,系统响应迅速，稳定性高。在原边反馈应用中，通过直接或间接采样输出电压值并与内部基准电压VREF比较来调节输出电压的稳定；在次边反馈应用中，利用TL431和光耦组成的反馈环路，将输出电压的反馈信息传递到初级侧，实现副边输出电压稳定。

02DEMO原理图

输入电压：90Vac~264Vac
输出规格：12V3A

效率：满载效率87.28%（264Vac）

保护功能：Vdd 欠压保护，Vdd钳位保护，逐周期过流、过载保护，整流二极管短路保护，输出短路保护等

03测试数据

3.1 转换效率

3.2 系统过流点

3.3 工作模式

VIN=90Vac/60Hz，12V3A

准谐振工作模式

VIN=90Vac/60Hz，12V1A

降频工作模式

3.4 功率管应力测试

原边功率MOS管

测试条件:VIN=264Vac, Vo=12V3A

测试结果：Vds_MAX = 606 V

副边整流二极管

测试条件:VIN=264Vac, Vo=12V3A

测试结果：Vrr_MAX = 60.9 V

3.5 变压器饱和测试

通过初级Ipeak波形判断变压器是否有饱和趋势

变压器参数：Np=56Ts, Lp_max=0.86mH，Ae=96mm²（RM10）

VIN=90Vac/60Hz,12V3A  IPRI_MAX=1.61A

BMAX=0.26Tesla

VIN=264Vac/60Hz,12V3A  IPRI_MAX=0.91A

BMAX=0.15Tesla

3.6 负载动态响应

频率：100Hz；占空比：50%；电流斜率：0.25A/us；负载：10%-100%-10%

VIN=90Vac/60Hz

VIN=264Vac/50Hz

3.7 开机延迟时间

测试方法：AC输入到输出电压建立的时间

判断标准：通过，小于2s

VIN=90Vac/60Hz,12V3A

VIN=264Vac/50Hz,12V3A

04EMC测试

EMI传导、辐射满足EN55032 Class B标准要求，裕量均大于6dB

ESD满足IEC61000-4-2，8kV/15kV等级要求

EFT满足IEC 61000-4-4: 2004，4kV等级要求

Surge满足IEC 61000-4-5:2005，2kV等级要求

交流绝缘满足3.75kVac要求

05应用要点

1.为了提升系统ESD能力，建议供电二极管串联电阻，推荐值4.7Ω；

2.建议DMG引脚串联电阻提升引脚箝位能力，流过该引脚电流不超过3mA；

3.光耦1脚串联电阻影响环路直流增益，推荐值1kΩ-2kΩ。

审核编辑：汤梓红