在當今電子設(shè)備日益小型化、高效化的趨勢下，電源管理芯片的設(shè)計也面臨著更高的要求。LP3717BSL 作為一款極簡化的自供電原邊反饋控制芯片，以其高度集成、外圍設(shè)計簡單、多種保護功能等特點，為適配器、充電器以及其他輔助電源的設(shè)計提供了一種高效、可靠的解決方案。

芯片概述

LP3717BSL 是一款專為隔離型適配器和充電器設(shè)計的自供電 PSR（原邊反饋）控制芯片。該芯片通過外置電阻可調(diào)原邊峰值電流，并利用變壓器原副邊匝比來設(shè)置輸出恒流點。通過設(shè)定反饋引腳（FB）上的偏電阻，可以靈活地設(shè)置輸出恒壓點。為了進一步簡化系統(tǒng)成本，LP3717BSL 內(nèi)置了啟動電路，無需外部啟動電阻，并采用自供電技術(shù)取消了輔助繞組 VCC 供電二極管。此外，該芯片還內(nèi)置了輸出線纜補償功能，能夠有效補償輸出電流在輸出線上的損耗壓降，從而提高輸出電壓的穩(wěn)定性。

芯片特點

1. 集成 BJT，適用于 12W 以下隔離方案：該芯片集成了雙極型晶體管（BJT），能夠滿足 12W 以下的隔離電源設(shè)計需求，減少了外部元件數(shù)量，降低了系統(tǒng)成本。
2. 內(nèi)置啟動電路，無需啟動電阻：芯片內(nèi)部的啟動電路僅需 1uA 的啟動電流，上電后自動給 Vcc 電容充電，當 Vcc 電壓達到開啟閾值時，芯片開始工作。這一設(shè)計省去了外部啟動電阻，進一步簡化了電路設(shè)計。
3. 自供電技術(shù)取消輔助繞組 VCC 供電二極管：采用自供電方式，無需輔助繞組 VCC 供電二極管，減少了元件數(shù)量和布板面積，提高了系統(tǒng)的可靠性。
4. 可調(diào)峰值電流：通過 SEL 腳外接電阻，可以靈活設(shè)置最大峰值電流 IPKMAX，滿足不同負載條件下的電流需求。
5. 極低的待機功耗：在待機模式下，芯片的功耗極低，有助于延長設(shè)備的待機時間，符合節(jié)能要求。
6. 專利的電流驅(qū)動，降低溫升：采用專利的電流驅(qū)動技術(shù)，有效降低了芯片在工作過程中的溫升，提高了芯片的穩(wěn)定性和可靠性。
7. 輸出線損補償技術(shù)：通過設(shè)定 FB 外置上偏電阻的值，可以調(diào)節(jié)輸出線纜補償值，補償輸出電流在輸出線上的損耗壓降，確保輸出電壓的穩(wěn)定性。
8. 多種保護功能：集成了 VCC 鉗位/欠壓保護、FB 腳上電阻開路保護、輸出短路保護、輸出過壓保護以及過溫保護等多種保護功能，全方位保障電源系統(tǒng)的安全運行。

應(yīng)用領(lǐng)域

1. 適配器和充電器：作為一款專為適配器和充電器設(shè)計的芯片，LP3717BSL 能夠滿足各種電子設(shè)備的充電需求，提供穩(wěn)定、高效的電源輸出。
2. LED 驅(qū)動電源：在 LED 照明領(lǐng)域，LP3717BSL 可以用于設(shè)計 LED 驅(qū)動電源，通過精確的恒流控制，確保 LED 燈具的亮度穩(wěn)定，延長其使用壽命。
3. 線性電源和 RCC 開關(guān)電源升級換代：對于傳統(tǒng)的線性電源和 RCC 開關(guān)電源，LP3717BSL 提供了一種升級換代的解決方案，能夠提高電源的效率和性能，同時簡化電路設(shè)計。
4. 其他輔助電源：在各種電子設(shè)備中，LP3717BSL 也可以用于設(shè)計輔助電源，為設(shè)備的其他部件提供穩(wěn)定的電源支持。

典型應(yīng)用電路

圖 1 展示了 LP3717BSL 的典型應(yīng)用電路。在該電路中，芯片通過變壓器與輸入電源相連，通過反饋引腳（FB）與輸出端相連，形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。通過合理選擇外接電阻的值，可以實現(xiàn)對輸出電壓和電流的精確控制。該電路簡單、高效，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用場景的需求。

電氣參數(shù)

LP3717BSL 的電氣參數(shù)如下表所示：

這些參數(shù)確保了 LP3717BSL 在各種工作條件下的穩(wěn)定性和可靠性，能夠滿足不同應(yīng)用場景的需求。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

下圖展示了 LP3717BSL 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。芯片內(nèi)部集成了多種功能模塊，包括啟動電路、峰值電流設(shè)置模塊、恒流控制模塊、恒壓控制模塊、保護功能模塊等。這些模塊協(xié)同工作，實現(xiàn)了對電源系統(tǒng)的精確控制和全面保護。

啟動過程

芯片啟動時，僅需 1uA 的啟動電流，通過內(nèi)部啟動電路給 Vcc 電容充電，當 Vcc 電壓達到芯片開啟閾值時，芯片內(nèi)部控制電路開始工作。系統(tǒng)啟動后，Vcc 由內(nèi)部專有的供電電路進行供電。

峰值電流設(shè)置

SEL 腳外接電阻 RSEL 可以調(diào)節(jié)最大峰值電流 IPKMAX。當 SEL 腳懸空時，IPKMAX 為 IPKMAX_SELNC（880mA）。通過公式 $I_{PKMAX}=\frac{12}{R_{SEL}\times 12}\times I_{PKMAX\_SELNC}$ 可以計算出不同 RSEL 值對應(yīng)的 IPKMAX 值，建議 RSEL > 15K。

恒流控制

芯片逐周期檢測電感的峰值電流，當原邊電感中的實時電流大于芯片設(shè)定的最大峰值電流 IPKMAX 時，功率管關(guān)斷。輸出電流 IOUT 與變壓器的匝比、峰值電流、開關(guān)周期等因素有關(guān)。通過合理選擇變壓器的匝比和峰值電流，可以實現(xiàn)恒流輸出。

恒壓控制

LP3717BSL 通過電阻采樣反激電壓，電阻分壓后的電壓與內(nèi)部基準比較形成閉環(huán)，從而恒定輸出電壓 Vout。輕載輸出電壓和滿載輸出電壓的計算公式分別為：

其中，RFBH 是 FB 外接的上偏電阻，RFBL 是 FB 外接的下偏電阻，ICOMP_LINE 是滿載經(jīng)過 FB 上偏電阻的輸出線補償電流，Nf 是輔助繞組匝數(shù)，VFB 是基準電壓（典型值 1.0V），VD 為輸出續(xù)流管壓降，IO 為帶載電流，IOCP 為輸出恒流電流。

保護功能

LP3717BSL 集成了多種保護功能，包括：

• VCC 鉗位/欠壓保護：當 VCC 電壓超過鉗位電壓或低于欠壓保護閾值時，芯片將進入保護狀態(tài)。
• FB 腳上電阻開路保護：當 FB 腳上的電阻開路時，芯片能夠檢測到異常并進入保護狀態(tài)。
• 輸出短路保護：當輸出端發(fā)生短路時，F(xiàn)B 腳檢測到的電壓小于短路保護閾值，芯片將進入重啟狀態(tài)。
• 輸出過壓保護：當輸出電壓超過過壓保護閾值時，芯片將進入重啟狀態(tài)。
• 過溫保護：當芯片溫度超過過溫保護閾值時，芯片將進入保護狀態(tài)，直到溫度下降到遲滯范圍內(nèi)。

PCB 設(shè)計指南

在設(shè)計 LP3717BSL 的 PCB 時，需要遵循以下指南：

1. VCC 旁路電容：VCC 的旁路電容需要緊靠芯片 VCC 和 GND 引腳，以減少電源噪聲對芯片的影響。
2. SEL 腳電阻：SEL 腳的電阻需要緊靠芯片 SEL 和 GND 引腳，以減少寄生效應(yīng)。
3. FB 引腳：接到 FB 腳的分壓電阻必須靠近 FB 引腳，且節(jié)點要遠離變壓器原邊繞組的動點，以減少干擾。
4. 功率環(huán)路的面積：減小功率環(huán)路的面積，如變壓器原邊繞組、功率管、母線電容的環(huán)路面積，以及變壓器副邊繞組、整流二極管、輸出電容的環(huán)路面積，以減小 EMI 輻射。
5. C 引腳：適當增加 C 引腳的鋪銅面積以提高芯片散熱。

封裝信息

LP3717BSL 采用 SOP8L 封裝，封裝尺寸如下表所示：

這種封裝形式具有良好的散熱性能和較小的尺寸，適合用于緊湊型電源設(shè)計。

總結(jié)