TFC619中文资料(全电压3.8W)

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TFC619

高性能电流模式PWM开关电源控制器

全电压３．８Ｗ

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TFC619

【开关电源控制器集成电路】

辰蕊微电子RichSky

发行日期：2008.12.20版本：B

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TFC619高性能电流模式PWM开关电源控制器

目录····················································································································2

概述、特点、应用领域·························································································3内部电路参考框图································································································4引脚功能描述·······································································································4极限参数··············································································································5推荐工作条件·······································································································5电气参数··············································································································6原理描述··············································································································7电参数定义··········································································································9应用信息···············································································································9典型应用电路······································································································13元器件清单··········································································································14变压器绕制··········································································································15测试数据·············································································································16主要测试点波形···································································································17热阻与结温参数···································································································20封装尺寸图···········································································································21联系信息··············································································································22

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概述

高性能电流模式PWM开关电源控制器

高性能电流模式PWM控制器。专为高性价

比AC/DC转换器设计。在85V-265V的宽电压范围内提供高达4W的连续输出功率，峰值输出功率更可达4.5W。优化的高合理性的电路设计结合高性能价格比的双极型制作工艺，最大程度上节约了产品的整体成本。该电源控制器可工作于典型的反激电路拓扑中，构成简洁的AC/DC转换器。IC内部的启动电路可利用功率开关管本身的放大作用完成启动，很大程度上降低了启动电阻的功率消耗；而在输出功率较小时IC将自动降低工作频率，从而实现了极低的待机功耗。在功率管截止时，内部电路将功率管BE反向偏置，直接利用了双极性晶体管的CB高耐压特性，大幅提高功率

管的耐电压能力达到800V的高压，这保证了功率管的耐压裕度。IC内部还提供了完善的防过载防饱和功能，可实时防范过载、变压器饱和、输出短路等异常状况，提高了电源的可靠性。钟频率可通过外部电容进行设定。IC内部还集成了一个2.5V的电压基准，为时钟电路提供精确的电压。而时钟频率则可由外部电容决定。现可提供SOP8的标准封装和满足欧洲标准的环保无铅封装。

特点

●●●●●●●●●●●●●

内置800V高压功率开关管

锁存脉宽调制，逐脉冲限流检测

轻负载降频功能，待机功耗可低于0.25W内建比例与反馈补偿功能

独立上限电流检测控制器，实时处理控制器的过流、过载关断周期发射极偏压输出，提高了功率管的耐压内置具有温度补偿的电流限制电阻，精确电流限制内置热保护电路

利用开关功率管的放大作用完成启动，减少启动电阻的功耗极少的外围元器件

低启动电流和低工作电流VCC过压自动限制

宽电压连续输出功率可达3.8W，窄电压输出功率可达到4.5W

应用领域

●适配器ADAPTOR（如旅行充电器、外置电源盒等）

●小功率电器的配套电源或充电器（如MP3、MP4、WORKMAN等）

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内部电路参考框图

高性能电流模式PWM开关电源控制器

图1.内部电路方框图

引脚功能描述

管脚1234567,8

符号OBCTVCCFBGNDNCOC

管脚定义描述

功率管基极，启动电流输入，外接启动电阻振荡电容脚，外接定时电容供电脚反馈脚接地脚空脚

输出脚，接开关变压器

*:PCBLayout时应将Pin5与Pin7之间保留1mm以上的安全距离，避免产生放电现象。

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极限参数

高性能电流模式PWM开关电源控制器

供电电压VCC·········································································································16V启动输入电压···········································································································16V引脚输入电压································································································VCC+0.3VOC集电极承受电压····················································································－0.3-850V峰值开关电流·····································································································300mA总耗散功率·······································································································800mW工作温度范围··························································································-40---＋125℃储存温度范围························································································－55---＋150℃焊接温度···································································································＋260℃,10S

推荐工作条件

项目

供电电压，VCC引脚输入电压峰值反向电压峰值开关电流定时电容振荡频率工作结温

最小4.8-0.3--27081

典型5.5---33066

最大9.0Vcc80023068032125

单位VVVmAPFKHz℃

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电气参数（Ta=25℃，Vcc=5.5-7.5V，Ct=330PF）

项目

开关管最大耐压开通饱和压降输出上升时间输出下降时间输出限制电流

测试条件Ioc=10mAIoc=250mACL=1nFCL=1nFTj=0-100℃

最小800---200

典型----230

最大-17575250

单位VVnsnsmA

振荡器部分

项目

振荡频率

频率随电压变化率频率随温度变化率振荡器振幅(Vp-p)输出消隐时间

测试条件Ct=330PFVcc=5.5-9VTa=0-85℃Ct=330PF

最小59----典型66--2.5800

最大7311--单位KHz%%Vns

反馈部分

项目输入阻抗电源抑制比

上拉电流下拉电阻

Vcc=5.5-9V测试条件

最小---典型0.502360

最大0.60-70

单位mAK dB

电流取样部分

项目

电流取样门限防上限电流电源抑制比传输延时

测试条件RS=2.5

最小0.540.21--典型0.580.2360150

最大0.620.2570250

单位VAdBns

脉宽调制部分

项目

最大占空比最小占空比

测试条件

最小53-典型57-最大613.5

单位%%

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电源电流

项目

启动接受电流启动静态电流静态电流启动电压

振荡器关闭电压再启动电压过压限制门限

测试条件

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Vcc=8V

最小1.6--8.64.0-8.5典型2.0552.88.84.33.89.8最大2.480-9.04.5-10.5单位mAμAmAVVVV

原理描述

启动控制:启动阶段内部基准，震荡器和驱动电路及各种保护电路停止工作，芯片以60UA的小电流工作，启动电阻上的电流经OB输入到Q1的基极，经放大后的电流从OE流出经过限流电路到芯片的VCC脚，大于60UA的电流部分给VCC并联的电容充电，当VCC电压达到8.8V后芯片开始工作，芯片进入PWM控制状态。

PWM控制：芯片FB引脚电压经内部电阻分压后输出给PWM比较器作为开关电流峰值的基准信号，FB信号的大小决定了开关管峰值电流的大小从而通过FB的控制实现了PWM控制，同时输出脉冲的占空比还受最大占空比的限制，对FB的控制可以通过内部控制电路和外部反馈电路实现。

外部反馈电路：系统输出误差调整信号经过放大后转换成电流信号通过光藕的隔离传输来调整FB的电压，负载越重，光藕电流越小FB电压就越高，PWM信号的占空比就越大，输出功率就增加，反之亦然，输出负载轻，反馈电流增加，FB电压减小，占空比减小，输出减小，从而实现了输出电压的调整。

VCC过电流保护电路：若外围反馈试图使VCC大于9.8V，则由芯片内部电路反馈到FB，使FB电压降低，从而使输出功率降低，使VCC稳压在9.8V左右，利用此特性可以不采用外围反馈电路，由初级电路稳定输出电压，但稳压精度较低。开关管峰值限制电路：内部反馈电路之一，在开或关周期，如检测到功率管超上限电流，则上限电流比较器置位，强制FB电压下降，从而使开关管峰值电流减小，从而保护功率管和变压器；在下一个关周期开始沿或FB小于1.8V,上限电流触发器复位。

待机降频控制电路：在待机状态下，输出升高，FB电压拉低，若FB小于1.8V（约在1.2-1.8V之间）振荡器周期将随之增加，FB越小振荡器周期越宽、直至振荡器停振（此特性降低了开关电源的待机功耗）。

比例电流驱动电路：开周期，OB为功率管提供基极电流，OE下拉功率管的发射极到IS，而且OB采用斜坡电流驱动（指OB开电流是IS的函数，当IS=0V时OB开电流约24mA，然后OB开电流随IS线性增加，当IS增加到0.6V时OB开电流约40mA，

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此特性有效地利用了OB的输出电流，降低了TFC716的功耗），若IS检测到FB指定电流则进入关周期；关周期，OB下拉，功率管不会立即关断，但OE箝位1.5V（功率管关断后基极反向偏置，提高了耐压）。

热保护功能:内温度高于125℃后从内部拉低FB电压以调宽振荡器的周期，从而减小或关闭输出功率，使TFC719温度不超过135℃，实现保护作用。

去开启电流峰上限电流触发器

图2.正常阶段开关周期波形图

图3.全局波形图

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电参数定义

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●启动接受电流：启动阶段OB输入0.5mA时OC点电流。

●启动静态电流：VCC接滤波电容和可调电流源，CT接680PF，其它引脚悬空，

能使VCC振荡（即能完成TFC619启动的）最小电流源电流。●启动电压：上述VCC振荡的最大VCC值。●再启动电压：上述VCC振荡的最小VCC值。

●振荡器关闭电压：上述VCC振荡下降沿，使振荡器停振的VCC值。●静态电流：正常阶段，FB由1.0K电阻接地，VCC电源电流。

●振荡器上拉/下拉电流：正常阶段，FB=2.5V，CT=1.25V，CT处上拉/下拉电流。●FB上拉电流：正常阶段，FB=2.5V，IS=0V时，FB处上拉电流。●FB防上限电流：正常阶段，FB=6V，IS=0.3V，FB处下拉电流。

●VCC限制电压：无外围待机反馈电路的TFC716电源，正常阶段时VCC值。●OC上限电流：FB=6V，FB下拉电流开始动作时的最小OC电流。

●比例电流驱动：指功率管基极驱动OB开电流是IS的函数，当IS=0V时OB开电流约24mA，然后OB开电流随IS线性增加，当IS增加到0.6V时OE开电流约40mA。

应用信息：

1．CT定时电容与开关频率的关系

由内部电流源对CT电容进行50uA恒流充电形成时钟的上升沿，在充电电压至1.6V时，内部电路将以1.9mA的下拉电流对CT放电，形成时钟的下降沿，完成一个时钟周期，一个时钟周期约为：

T=CT*48000Fs=1/T

(Hz)

(S)

尽管双极型电路也能工作在较高的频率下，但对于双极功率开关而言，仍需考虑存储时间对开关损耗的影响。通常比较合适的开关频率约在70KHz以下。在一般的应用场合可将TFC619的CT电容按330PF配置，此时对应的工作频率约为66KHz左右。2．FB反馈与控制

在正常工作状态，FB的电压将决定最大开关电流的值，此电压越高开关电流越大（同时受限于峰值电流限制）。FB引脚内部上拉600uA电流源，下拉电阻约23KΩ（近似等效值），可外接电阻到地降低反馈深度，外接电阻的大小以不影响最大峰值电流为准，推荐使用4.7K-6.2K的电阻,外接电阻可提高系统对过载和输入电压跳变的的反应速度，有利于短路保护。此外在FB电压低于1.8V时，将使振荡周期加大，开关频率下降，低于1.8V越多，开关频率将越低。外接FB电容将对反馈带宽产生影响，进而影响某些外部参数，比如瞬态特性。

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图4.FB反馈与控制电路

对于CFB电容的值，典型应用可在10－100nF之间根据反馈回路的频率特性进行选取，一般应用可以使用22nF。

3．过温度保护

IC内部集成了精确的过温度保护功能。在芯片内部温度达到125℃时，热保护电路动作，将时钟信号下拉，使开关频率降低，降低功耗。开关频率随温度的升高而降低，直至振荡器关闭。如下图所示，

图5.频率-温度特性图

4．功率管驱动特性与高耐压偏置技术

功率管采用比例电流驱动，驱动电流随输出功率增加而增加，在FB=0时，OB电流约为24mA，在FB=6V时，OB电流约为40mA，小功率输出时的驱动功耗得到显著的降低。

IC内部集成了独特的偏置技术，在功率管关断时，OB输出立即下拉到地，同时偏置OE输出到约1.5V，反向偏置发射结，加速Ic电流的下降速度，扩展了有效的安全工作区，开关管承受反向的CB电压，使得开关管达到800V的电压承受能力。关于更详细的开关管耐压特性请参考相关的技术数据。

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图6.三极管耐压特性曲线

偏置波形如下图所示：

图7.Vbe驱动电压波形

5．过压与欠压保护

IC具有带迟滞的欠电压保护功能。在VCC电压达到8.8V时IC开始启动，这个初始的启动电压有驱动电阻提供，输入的高电压通过驱动电阻注入开关管的基极，放大的Ic电流在IC内部经过限制电路对VCC电容充电，从而形成驱动电压。在IC正常工作时应保持VCC电压在4.8-9V之间（包括满负载输出的情况），若VCC电压下降到4.4V则振荡器将进入关闭状态，VCC进一步降低到3.8V时，IC即开始重新启动。如下图所示

图8.VCC欠压保护

IC内部VCC具有一个上限电压比较器控制，若VCC试图大于9.8V，则比较器动作，FB将被下拉，锁定VCC至9.8V，达到过电压的限制功能。利用此功能可以方便地实现前端的电压反馈功能，也可避免输出开环时的输出电压大幅度升高现象，保障负

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载的安全。因为此特性的存在，VCC的设计应保持在合适的范围，避免在大输出负载时VCC的上升过高，IC过压限制动作导致的输出电压下降现象。

6．最大开关电流限制

IC具有逐周期电流限制功能。每个开关周期均对开关电流进行检测，达到FB设定的电流或防上限电流时即进入关周期，电流的检测具有实时前沿消隐功能，屏蔽开关尖峰，避免开关电流的错误检测。合理的温度补偿则消除了温度的影响，相对常规的MOSFET（温度变化时的Ron变化很大）开关芯片，开关电流在一个较宽的范围都可以非常精准，这样将允许设计者在设计方案时不必留有太大的余量即可满足较大的工作温度范围，提高电路的使用安全性。

7．散热的要求

对于一个典型的功率开关而言，应使用必要的散热措施，以避免过高的温度导致热保护。IC内部主要的发热是开关管的开关损耗产生的热量，因此恰当的散热位置是IC的Pin7-8脚，一个易于使用的方法是在Pin7-8脚铺设一定面积的PCB铜箔，尤其在铜箔之上镀锡处理将大大增加散热能力。对于一个85－265V输入，3.5W输出的典型应用，100mm2的铜箔面积是必要的。参考布线如下图：

散热铜箔

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典型应用电路（输入85－265V，输出5V0.5A,带CV\CC）：

图10.典型应用电路

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元器件清单：

序号1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435

元件名称

电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电容瓷片电容电容电容电容电容Y1电容电解电容电解电容电解电容电解电容二极管二极管二极管发光管色环电感工型电感变压器保险管压敏电阻IC

ICIC

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规格/型号

4.7K1M75K5.1K100R1K10k10.5K,1%10K,1%1.2K331J/50V222/1KV103/50V223/50V104/50V102M/400V3.3uF/400V22uF/25V470uF/10V220uF/10V1N4007FR1071N5819LEDΦ3mm332K/1WDR2W6*8,3uHEE13-P10

F1A/250VΦ3.6*10mm7D471KTFC619PC817CTL431APCB,28*53mm

封装

0805120612060805080508050805080508050805NC0805DIP080508050805NCDIPDIPDIPDIPDIPDO-41DO-41DO-41DIPDIPDIPDIPDIPDIPSOP7DIP4SOT-23

数量

12111111111111111121115111111111111

标号

R1R2R4R5R6R7R8R9R10R11R12C5C3C4C7C10C11CY1C1C6C8C9D1-D4D5D7LEDL1L2T1F1MOVU1U2U3

D6C2R3

线路板

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变压器绕制：

1．磁心参数

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Core：EE13，TDKPC40Ae=17mm2Aw=33.5mm2

Bobbin：EE13，10PIN，5+5PIN，VELOX420-SEO，94V02．绕线图

Lp=2.7mH±5%

3．绕线数据序号

名称

Np1,第一段主绕组绝缘胶纸Ns,输出绕组绝缘胶纸

Np2,第二段主绕组绝缘胶纸

Nvcc,IC供电绕组绝缘胶纸

规格

Φ0.2mm*1P,2UEW3M,No.1350

Φ0.50mm*2P,TEX-EF1-F23M,No.1350Φ0.20mm*1P,2UEW3M,No.1350Φ0.2mm*1P,2UEW3M,No.1350

5-42-1方向3-2

匝/层数80TS3层11TS3层80TS2层13TS3层

疏绕密绕疏绕备注密绕

注：此参数仅为一个基本的数据,变压器应根据需要采取适当的屏蔽措施

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测试数据：

测试数据测试项目

单位WVmV

输入电压（Vac）

850.085.1520

1100.095.1522

1350.105.1525

1800.135.1528

2200.175.1529

2650.215.1530

待机功耗(空载功耗)Io=0A时输出电压Io=0A时输出纹波

100%输出负载：

Io=0.5A时输出电压Io=0.5A时输出纹波Io=0.5A时转换效率

VmV%

5.133661.8

5.133264.3

5.133864.3

5.134063.8

5.134263.9

5.134862.7

75%输出负载：

Io=0.375A时输出电压Io=0.375A时输出纹波Io=0.375A时转换效率

VmV%

5.143263.4

5.143264.9

5.143565.3

5.144264.3

5.144663.6

5.144662.0

50%输出负载：

Io=0.25A时输出电压Io=0.25A时输出纹波Io=0.25A时转换效率

VmV%

5.143062.7

5.143464.3

5.143464.6

5.144263.9

5.145262.4

5.145660

25%输出负载：

Io=0.125A时输出电压Io=0.125A时输出纹波Io=0.125A时转换效率

VmV%

5.153060.6

5.154261.9

5.153861.9

5.154559.6

5.154857

5.155455

ForCEC,EffAV=0.09*LN(5*0.5)+0.49=57.3%(最低平均效率要求)

25%-100%输出的平均效率

输出短路时输入功率

%W

62.10.3

63.90.5

640.65

62.90.8

61.51.06

59.91.25

电子负载：博计3310D,功率计：固纬GPM-8212,示波器：安捷伦DSO3102A

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主要测试点波形：

1．Vce波形图

Vin=85V,Io=0.25A

Vin=85V,Io=0.5A

Vin=110V,Io=0.25AVin=110V,Io=0.5A

Vin=220V,Io=0.25AVin=220V,Io=0.5A

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Vin=265V,Io=0.25AVin=265V,

Io=0.5A

2．输出噪声波形

Vin=85V,Io=0.25A

Vin=265V,Io=0.5A

3．输出纹波波形

Vin=85V,Io=0.5A

Vin=265V,Io=0.5A

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4．启动时的输出波形

Vin=85V,Io=0.5A

Vin=265V,Io=0.5A

5．启动时的Vce和Vo波形

Vin=85V,Io=0.5A

Vin=265V,Io=0.5A

6．输出短路时的Vce波形

Vin=85V,Io=Short

Vin=265V,Io=Short

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封装尺寸图(SOP8)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/s3r1.html