LED副边高压MOS电流模式PWM控制(M6101)方案分享

 时间:2024-11-07 01:29:27

概述M6101是一款高度集成的电流模式PWM控制驱动,内置高压MOS,适合应用于高性能、低待机功耗,低成本,离线AC-DC反激式拓扑结构,推荐应用于功率27瓦以内的各种变换器。M6101提供完善的各种保护以及自恢复功能,包括逐周期电流限制(OCP),过载保护(OLP),VDD电压钳位和低电压锁定(UVLO)。电路具有抖频功能以及软开关技术,保证了优秀的EMI性能,消除了低于20KHz的音频噪声。M6101采用DIP8封装。M6101特点开关软启动可降低MOSFET的VDS压力改善EMI的频率抖动技术极低启动电流和工作电流改善效率和待机功率最小化的扩展burst模式消除音频噪声55KHZ开关频率完善的各种保护以及自恢复功能逐周期电流限流芯片供电欠压保护自动重启功能M6101应用离线式AV-DC反激变换器手机充电器,上网本充电器笔记本适配器,机顶盒电源各种开放式开关电源典型应用电路图:

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方法/步骤

1、说明:连续工作的最大功率是在开放的50度环境中,且转换器有有足够的散热条件下测得。注:最大极限值是指超出该工作范围,芯片有可能损坏。推荐工作范围是指在该范围内,器件功能正常,但并不完全保证满足个别性能指标。电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数规范。对于未给定上下限值的参数,该规范不予保证其精度,但其典型值合理反映了器件性能。

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2、应用信息M6101是一款内部高度集成多个处理单元、低功耗、应用于离线反击式拓扑的开关控制器。适合于27瓦以内的各种电源应用,其独有的扩展burst模式,能有效的降低功耗,轻松的面对各种轻便、简洁、低功耗的设计要求。启动电流和启动控制由于M6101极低的启动电流,VDD能够迅速地达到芯片启动电压,使电路能够快速的启动。一个大阻值的启动电阻就能够保证电路稳定的启动,并将功耗降到最低。对于常规输入电压的一般AC-DC变换器,阻值为2M的启动电阻连同一个VDD旁路电容就能够满足装置快速的启动要求,并将启动功耗控制在极低的水平。工作电流M6101的工作电流低至1.6mA,加上特有的扩展burst模式,使整个转化器一直保持在高效率工作状态。软启动为减少在上电过程中变压器应力,防止变压器饱和,电路内部设置了4mS的软启动时间,上电时,电流检测端的反馈电压值(决定输出电流的峰值)缓慢增加,直到达到限流阈值电压(0.77V)时,软启动结束。每次启动时都执行软启动。频率抖动以及EMI优化

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3、为分散谐波干扰能量,降邋冠判厩低EMI发射的峰值,芯片内部集成频率抖动功能,振荡频率在一个很小的范围内(2KHz左右)变动,使得开关电源的振荡频率出现周期性变化,从而简化EMI设计,更容易满足要求。罩煺渥王扩展burst模式(绿色工作模式)在轻载或空载条件下,电路进入绿色工作模式,工作频率降低,频率的变化有取自电压反馈环的反馈电压VFB控制,当反馈电压低于内部门限电压时,振荡器频率线性降低到最小绿色工作频率(22KHZ)左右,在此振荡频率工作时,MOSFET的开关损耗和磁芯、电感、脉冲吸收回路的损耗均减少,从而减少了总的损耗。在正常工作或重载时,振荡器的工作频率提高,工作频率不受绿色工作模式的影响。工作频率M6101的内部设定的工作频率为55KHZ,无需外部元件重新设置。电流检测和前沿消隐M6101内部设置有逐周期电流限制电路,开关电流由CS脚上的采样电阻检测。在功率MOS管打开初期,内部的前沿消隐电路可以消除采样信号中的电压尖峰,所以在CS输入上不再需要外接RC滤波器,PWM占空周期由CS脚输入电压和EA输出电压决定。内部同步斜坡补偿电流型的控制器一般是检测变换器/电感的峰值电流,在变换器/电感电流连续时,由于峰值电压正比于平均电流而不是峰值电流,所以当输入电压变化时,容易产生振荡,加斜坡补偿可以有效地防止振荡的产生。M6101在每个三角波的上升沿斜坡补偿,有效地改善了电流控制环的特性,同时减少输出纹波。栅极驱动内部的功率MOSFET采用图腾柱结构的栅极驱动器进行输出功率控制,栅极驱动能力太弱,会引起MOSFET的开关损耗过大,栅极驱动能力太强又会导致EMI超标。带有驱动强度和死区时间控制的栅极驱动结构,能在开关损耗和EMI方面取得折中,另外,通过VDDH与VDDH-P之间的电阻,也可以调节驱动能力强度,大大提高了EMI设计的灵活性。保护驱动自带各种保护功能,提高了开关电源系统的可靠性。包括逐周期电流限制(Cycle-by-cyclecurrentlimit)、过载保护(Overloadprotection)、过电流保护、输入电压的过压及欠压锁定保护、最大功率限制以及功率开关管栅极电压钳位保护等。逐周期电流限制在每一个周期,峰值电流值由比较器的比较点决定,该电流值不会超过峰值电流限流值,保证MOS上的电流不会超过额定电流值。当电流达到峰值电流以后,输出功率就不能再变大,从而限制了最大的输出功率。过载保护当电路发生过载,会导致FB电压升高,当FB电压升高到反馈关断电压时,通过延迟50ms时间后,输出关断。该状态一直保持,直到电路发生上电重启。输入电压的过压及欠压锁定保护当VCC上的电压超过过压保护点(29V)电压时,表示负载上发生了过压,此时关断输出。该状态一直保持,直到电路发生上电重启。欠压锁定功能可以保证M6101各部分正常工作,开通和关断的门限为15.2V/8V,启动时Vcc维持电容Cin电压必须高于15.2V,正常工作时,Vcc的电压由辅助绕组提供。

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