探索ALTAIR05T - 800：离线全初级感应开关稳压器的卓越性能

在电子工程师的世界里，寻找一款性能卓越、功能丰富且可靠的开关稳压器是至关重要的。今天，我们就来深入了解一下ALTAIR05T - 800这款离线全初级感应开关稳压器，看看它究竟有哪些独特之处。

文件下载：EVLALTAIR05T-5W.pdf

一、产品概述

ALTAIR05T - 800是一款高压全初级感应开关器，旨在直接从整流市电运行，只需最少的外部元件。它将低压高性能PWM控制器芯片和800V雪崩坚固功率部分集成在同一封装中，为AC - DC充电器等应用提供了理想的解决方案。

1.1 产品特性

• CV/CC输出调节：无需光耦合器即可实现恒压和恒流输出调节，在重载瞬变期间也能保持紧密调节。
• 雪崩坚固功率部分：具备800V雪崩坚固内部功率部分，能承受高电压冲击。
• 准谐振（QR）操作：通过变压器去磁感应输入实现准谐振操作，降低开关损耗和EMI发射。
• 低待机功耗：在轻载或空载时进入突发模式操作，有效降低待机功耗。
• 自动自供电：能够直接从整流市电为自身供电，尤其在恒流调节期间非常有用。
• 输入电压前馈：实现与市电无关的恒流调节。
• 输出电缆压降补偿：可补偿输出电缆上的电压降，提高外部可访问端子的CV调节精度。

1.2 应用领域

• 移动设备充电器：适用于手机和其他手持设备的AC - DC充电器。
• 紧凑型开关电源：需要精确电流和/或电压调节的紧凑型开关电源。

二、引脚连接与功能

2.1 引脚连接图

ALTAIR05T - 800采用SO16N封装，其引脚连接图如下：	引脚编号	引脚名称	功能
1, 2	SOURCE	功率部分源极和PWM比较器输入，用于检测MOSFET电流
3	Vcc	设备的供电电压
4	GND	接地
5	IREF	CC调节环路参考电压
6	ZCD/FB	变压器去磁感应，输入/输出电压监测
7	COMP	内部跨导误差放大器的输出
8	CDC	电缆压降补偿输入
9 - 11	N.A.	不可用，必须留空
12	N.C.	内部未连接，用于满足PCB安全要求
13 - 16	DRAIN	内部功率部分的漏极连接

2.2 引脚功能详解

每个引脚都有其独特的功能，例如：

• SOURCE引脚：通过连接在引脚和GND之间的电阻检测MOSFET电流，用于确定MOSFET的关断事件。
• Vcc引脚：由内部高压启动发生器充电，在设备运行时保持供电。
• ZCD/FB引脚：用于检测变压器去磁，触发MOSFET导通事件，同时监测输入和输出电压。

三、电气特性

3.1 绝对最大额定值

符号	引脚	参数	值	单位
VDS	1,2, 13 - 16	漏源电压	-1 to 800	V
ID	1,2, 13 - 16	漏极电流	1	A
Eav	1,2, 13 - 16	单脉冲雪崩能量	50	mJ
Vcc	3	供电电压	自限	V
IZCD/FB	6	零电流检测器电流	±2	mA
---	7, 8	模拟输入和输出	-0.3 to 3.6	V
ICDC	8	最大吸收电流	200	µA
Ptot		功率耗散	0.9	W
Tj		结温范围	-40 to 150	°C
Tstg		储存温度	-55 to 150	°C

3.2 电气参数

在不同的测试条件下，ALTAIR05T - 800的各项电气参数表现稳定。例如，在(T_{J}=-40)到125 °C，(Vcc = 14 V)的条件下，其漏源击穿电压(V (BR)DSS)最小为800V，关态漏极电流(I DSS)在(V DS = 750 V)，(T j = 125 °C)时最大为80µA。

四、工作模式

4.1 重载时的QR模式

在重载条件下，ALTAIR05T - 800采用准谐振（QR）模式。通过检测变压器绕组上的负向电压边缘，使MOSFET的导通与变压器去磁同步，系统工作在变压器不连续（DCM）和连续导通（CCM）的边界附近，从而降低开关损耗、减少EMI发射，并在短路时保证安全。

4.2 中/轻载时的谷值跳跃模式

当负载减轻时，根据COMP引脚的电压，设备会定义转换器的最大工作频率。MOSFET的导通事件不再发生在第一个谷值，而是在第二个、第三个谷值等，从而使开关频率不再增加。

4.3 空载或极轻载时的突发模式

当负载极轻或断开时，转换器进入受控的开/关操作，具有恒定的峰值电流。随着负载的减小，频率降低，可低至几百赫兹，从而最小化所有与频率相关的损耗，符合节能法规或建议。

五、关键功能模块

5.1 功率部分和栅极驱动器

功率部分保证了在指定能量额定值内的安全雪崩操作和高dv/dt能力。功率MOSFET的(V(BR)DSS)最小为800V，典型(RDS(on))为11Ω。栅极驱动器在导通和关断期间提供受控的栅极电流，以最小化共模EMI。

5.2 高压启动发生器

高压电流发生器通过DRAIN引脚供电，仅在输入大容量电容电压高于(V start)阈值（典型值为50VDC）时启用。当发生器开启时，(Icharge)电流（典型值为5.5mA）被输送到VCC引脚的电容上，为设备提供启动能量。

5.3 零电流检测和触发模块

零电流检测（ZCD）和触发模块通过检测ZCD/FB引脚的负向电压边缘来开启功率MOSFET。触发模块必须先由超过100mV的正向电压边缘进行预触发。该功能用于检测变压器去磁，实现QR操作。

5.4 恒压和恒流操作

• 恒压操作：通过辅助绕组的电压分压来感测输出电压，将ZCD/FB引脚的信号在变压器去磁结束时采样并保持，与误差放大器的内部参考进行比较，以实现恒压调节。
• 恒流操作：利用辅助绕组的输出电压生成MOSFET开关的控制信号，通过控制电容CREF上的电压来定义输出电流，平均输出电流与输入和输出电压以及变压器电感值无关。

5.5 电压前馈模块

为了解决CC比较器的内部传播延迟导致的电流过冲问题，设备实现了线路前馈功能，通过引入与输入电压相关的偏移来调整逐周期电流限制。

5.6 电缆压降补偿（CDC）

CDC功能用于补偿输出电缆上的电压降，通过在CDC引脚和ZCD/FB引脚之间连接电阻，增加CV调节设定点，从而在电缆末端实现理想的零负载调节。

六、保护功能

6.1 打嗝模式过流保护（OCP）

设备具备打嗝模式过流保护功能，可防止二次整流器短路、二次绕组短路或反激变压器硬饱和等故障。当检测到RSENSE上的电压超过1V时，保护电路会被激活。

6.2 其他保护功能

还具备辅助绕组断开或欠压检测、短路二次整流器或变压器饱和检测等保护功能，所有保护功能均处于自动重启模式。

七、布局建议

正确的印刷电路板布局对于开关模式转换器的正常运行至关重要。对于ALTAIR05T - 800，建议将补偿网络尽可能靠近COMP引脚连接，信号地与功率地和感测电阻走线分开布线。

八、典型应用与效率

8.1 典型应用电路

提供了一个5W宽范围市电CC/CV电池充电器的测试板原理图，展示了ALTAIR05T - 800在实际应用中的连接方式。

8.2 效率测试

在115VAC和230VAC输入电压下进行了效率测试，结果显示在不同负载下，设备都能保持较高的效率。例如，在115VAC输入，负载为50%时，效率可达78.64%。

总结

ALTAIR05T - 800以其丰富的功能、卓越的性能和可靠的保护机制，为电子工程师在设计AC - DC充电器和紧凑型开关电源等应用时提供了一个优秀的选择。在实际应用中，合理利用其各项特性和功能，能够设计出高效、稳定的电源系统。你在使用类似的开关稳压器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。