CR6855 电源IC规格书

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

产品设计应用指导书

Item No.: 产品编号： Product: 产品名称： Date： 日期：

CR6855

电源管理控制IC 2014/1/12

CR6855应用指导书V1.0

摘要：

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理，描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

芯片特征：

低待机:<100mW

低的启动电流：5uA（Typ） 低的工作电流：1.5mA（Typ） 内置4mS软启动以减小MOSFET应力 内置频率抖动以改善EMI特性 内置同步斜波补偿电路

内置65KHz的开关频率，轻载工作无音频噪声 内置前沿消隐（LEB）

85V~264V的宽电压下可实现恒定最大输出功率 GATE引脚驱动输出高电平被嵌位于12.5V

VDD 欠压保护(UVLO)、过压保护(OVP)及VDD电压钳位功能、过载保护（OLP）、过温保护(OTP)、通过RT引脚实现可编程OVP功能等多种自恢复保护

高效节能：

满足能源之星EPS 2.0版VI级能效标准

应用领域：

电池充电器 数码产品适配器

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

AC-DC电源适配器 PC、TV辅助电源 开放式电源

一、芯片工作原理 1.功能概述：

CR6855是用于40W以内离线式开关电源IC，该IC具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器。PWM控制器包含65KHz固定的频率振荡发生器以及各种保护。由振荡电路产生的频率抖动，可以改善EMI特性。为了获得良好的效率和待机功耗，CR6855在重载或中等负载时，工作在PWM模式，频率为65KHz。当负载逐渐减小时，振荡器的工作频率逐渐降低，最后稳定在22KHz左右。在空载和轻载时，电路采用间歇开关模式，有效的降低了待机功耗，达到绿色节能的目的。CR6855具有很低的启动电流，若采用整流桥前启动，可以使待机功耗降至100mW以内，满足能源之星EPS 2.0版VI级能效标准。为了提高系统的稳定性，防止次谐波振荡，CR6855内置了同步斜坡补偿电路、内置恒定功率补偿电路,减小了在宽电压输入(85V~264V)时最大输出功率的变化、内置的前沿消隐电路可以屏蔽开关管每次开启产生的干扰。CR6855内置了多种保护功能：VDD 欠压保护(UVLO)、过压保护(OVP)及VDD电压钳位功能、过载保护（OLP）、外置可调过温保护(OTP)、通过RT引脚实现可编程OVP功能，各种保护解除后均可自动恢复工作，以及输出驱动的高电平被嵌位于12.5V以下。而驱动输出采用的图腾柱和软驱动,有效降低了开关噪声。

由于CR6855高度集成，使用外围元件较少。采用CR6855可简化反激式隔离AC-DC开关电源设计，从而使设计者轻松的获得可靠的系统。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

2.欠压锁定和启动电路:

系统在上电时，整流后的高压通过启动电阻RIN为VDD端的电容C1充电，直到VDD端电压达到芯片的启动电压VDD_ON(典型13.5V)时，芯片启动并且驱动整个电源系统工作。如果发生保护，输出关断，导致辅助绕组掉电，VDD端电压开始下降，当VDD端电压低于芯片的关闭电压VDD_OFF（典型8V）时，控制电路关断，芯片

消耗电流变小，进入再次启动序列。

由于芯片的启动电流IDD_ST仅3uA，且考虑到空载的系统损耗，RIN可取较大值。对于85Vac~264Vac输入范围，RIN可在1.5MΩ~3MΩ范围内选取，C1推荐选用10uF/50V。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

系统启动过程中，最大启动延迟时间可用下式计算：

在这个电路中C1 的值可以取得较小(但需要考虑系统的稳定性)，启动电阻的值可以取得较大。这样既可缩短系统的启动时间同时也可降低系统空载时的损耗。 启动电阻上最大损耗：

3.软启动

CR6855内部集成了软启动电路，以减少电源启动期间电压应力。在VDD达到启动电压13.5V(Typ)时，芯片内置算法将会使峰值电流限制电压阈值经过4ms逐渐升高到0.90V 。无论何种保护导致的再次启动，都必将是软启动。

4.正常工作频率和频率抖动

CR6855正常的工作频率被内部固定为65KHz，不需要外接定频元件，有效地简化了PCB布局。为了良好的EMI特性，在正常的工作频率上增加了±4%的抖动，弱化在某个频率对外辐射的能量。使系统设计更容易成功。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

5.FB输入端

CR6855FB

端各电压阈值相对应的系统工作状态可通过下图表示。

0.57V~0.67V为系统在空载或轻载时工作在间歇模式下的FB端电压；0.67V~1.4V为系统在中等或轻载负载时频率调制模式下的FB端电压；1.4V~3.5V为系统在重载下的FB端电压；3.5V~4.2V为系统开环，过功率保护，短路保护时FB端电压；FB端的短路电流典型值为0.4mA。

当VFB大于3.5V并持续88ms的时间，关闭开关管，状态被保持。此时芯片VDD电压必须降低到VDD_OFF后，再启动才能恢复正常。当VFB小于0.57V时，仅关闭开关管以保护系统。

6.CS输入端

CR6855采用电流模式PWM控制技术，初级峰值电流通过电流检测电阻CS转化为电压反馈到CS端。由于在开关管导通瞬间会有脉冲峰值电流，如果此时采样电流值，会导致错误的控制。内置的前沿消隐（LEB）电路，就是为了防止这种错误的控制。在开关管导通后，经过一段前沿消隐时间（典型220ns）才去控制电流限制比较器，可以为系统节省一个外部的RC网络。

正常工作时，PWM占空比由CS端电压和FB端电压共同调整。

7.内置同步斜波补偿

内置同斜波补偿电路增加电流检测电压的斜率，这可以改善系统闭环的稳定性，防止次谐波振荡，减小输出纹波电压。

8.驱动

CR6855通过一个专用的栅极驱动器控制外接的功率MOSFET。提供给MOSFET驱动能力差时会导致高的开关损耗；驱动能力强，EMI特性会变差。这就需要一个折衷的办法来平衡开关损耗和EMI特性，CR6855内置的图腾驱动电路设计可以优化驱动能力。这种控制原理可以在系统设计时，容易地获得低的损耗和良好的EMI

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

特性。

9.保护功能

在发生各种异常保护状态以后，CR6855关闭输出，导致VDD端电压降低，电路将不断地重启，直至故障解除。

1）逐周期电流限制

在每个周期，峰值电流检测电压由比较器的比较点决定。该电流检测电压不会超过峰值电流限制电压。保证初级峰值电流不会超过设定电流值。当电流检测电压达到峰值电流限制电压时，输出功率不会增大。从而限制了最大输出功率。如果负载过重，会导致输出电压变低，反映到FB端，导致FB电压升高，发生过载保护。具有线电压补偿功能的OCP，在宽电压范围输入时可实现恒定功率输出。 2）过压保护及钳位

当VDD电压超过,过压保护点（典型26V）时，表示负载上发生了过压，此时CR6855关断输出。该状态一直保持，直到VDD端口电压降到VDD_OFF后进入再次启动序列。发生过压保护后，如果VDD端口电压超过箝位电压阀值（典型32V）时，内部箝位电路将VDD电压箝位在32V，以保护CR6855不被损坏，此时输出仍然是关闭的。

3) 过温保护

CR6855内置过温保护电路，在系统应用时芯片OTP脚外接NTC，当系统温度高于设定值时OTP端电压将低于1V，此时OTP保护被触发，GATE端被关断。当VDD电压低于5V时OTP被释放，芯片重新启 动。

4) 短路保护、过流保护及过功率保护：

芯片CS端通过监控系统初级流过主开关管的电流信号活动，芯片能检测到系统过流或过功率的状况。 当系统输出发生短路、过流或过功率现象时，如果CS端的电压VTH_OC超过0.75V(典型值)时，GATE端

输出脉宽将会被限制输出，这时系统处于恒功率输出状态Po=Vo*Io，即如果增加输出负载电流，那么系 统输出电压相应会下降，VFB相应上升；当这种现象持续88mS后，芯片将使系统进入过功率保护状态，OUT会立即关闭输出，保护整个系统，然后芯片重新启动，OUT输出驱动信号，当故障依然存在时系统将重复上述现象（即打咯现象）。当系统进入过功率保护状态时，系统损耗的平均功率非常低。 5) 欠压保护：

CR6855内置欠压保护电路(UVLO)，当VDD端电压小于7V时(考虑温度的影响建议设计参考值为8.5V)，芯片就会进入欠压保护状态，这时GATE停止输出PWM。设计中需要检查交流输入全电压范围

内，当输出负载瞬间由满载转为空载时芯片的VDD端电压是否受影响而误触发UVLO,即VDD 端电压瞬 时低于7V(建议设计参考值为11V)否则这样很容易造成空载输出电压会不稳跳动的现象。

二、应用指导

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

图2.1所示为采用CR6855的反激式隔离AC-DC转换器的基本电路原理图，本部分将以该电路作为参考，

来说明变压器设计、输出滤波器设计、元件选择和反馈环路设计的方法。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

CR6855电源管理 IC

深圳市振华凌云科技有限公司

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

5.用产品手册选择磁芯材料，确定ΔB大小

选择有磁芯材料应该考虑高BS，低损耗及高ui 材料，还要结合成本考量；见意选项用PC40以上的材质。为了防止出现瞬态饱和效应以低ΔB设计:

ΔB=(60~80)%Bm, 即ΔB=(0.6~0.8)*(Bs-Br)

式中：ΔB为最大磁通密度摆幅，Bs为饱和磁通密度，Br为剩磁,BM为最大磁通密度,一般取在0.2~0.3范围之内,若BM＞0.3T，需增加磁芯的横截面积或增加初级匝数NP，范围之内。如BM＜0.2T，就应选择尺寸较小的磁芯或减小初级匝数NP值。

6.确定合适的磁芯

实际上，磁芯的初始选择肯定是很粗略的，因为变量太多了。选择合适磁芯的方法之一是查阅制造商提供

的磁芯选择指南。如果没有可参考资料，可采用下面作为参考。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

由于此电感值为临界电感，若需要电路工作于CCM则可增大此电感值，若需要工作于DCM则可适当调小此电感值。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

13.确定原边最小NP匝数与副边NS

匝数：

其中，VDD为辅助绕组整流后的电压，VDB为偏置绕组整流管正向电压；

考虑到系统在满载和空载转变瞬间，由于能量瞬间导致VDD下冲误触发UVLO，在系统允许的输入电压范围内且输出为空载时，建议VDD按13V

来计算。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

CR6855电源管理 IC

深圳市振华凌云科技有限公司

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

系统不稳定或者限制控制带宽。将滤波器的截至频率设定在开关频率的1/10~1/5左右比较合适。

电感L：2.2uH~10uH，对于低电流（≤1A）的输出使用磁珠是可以的。而较高电流输出可以使用非定制的标准电感。如有必要，可以增大电感的电流额定值从而避免电感上的损耗。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

电容C：其容量与最大输出电流IO有关,一般取820uF/A

。

图2.4RCD箝位电路

测量变压器初级漏电感LL；在测量初级漏电感时应谨慎。如果只是简单地在其他输出被短路的情况进行初级侧电感测量，则测得的漏电感会稍大，因为每个输出都被反射至初级侧。

并非所有的漏感能量都会转移到箝位。因此，在计算箝位所耗散的真实能量时应使用以上公式，同时将峰值初级电流IP替代仅流入箝位的电流。流入箝位的电流难以计算或者测量，我们将根据已知的比例因数调整EL，从而估算箝位中的能量耗散Eclamp：

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

箝位电容的电压额定值应大于：1.5×Vmaxclamp

箝位电路中的阻断二极管：应使用快速或者超快恢复二极管。在有些情况下，使用标准恢复二极管有助于提高电源效率及EMI性能。作此用途的标准恢复二极管必须列明指定的反向恢复时间。使用这种二极管时应特别注意，确保其反向恢复时间低于可接受的限值。如果未经全面评估，不建议基于标准恢复二极管的设计。

阻断二极管的最大反向电压应大于： 1.5×Vmaxclamp

阻断二极管的正向反复峰值电流额定值应大于IP，如果数据手册中未提供该参数，则平均正向电流额定值应大于0.5×IP（注意：二极管的平均正向电流额定值可指定为较低值，它主要受热性能的约束。应在稳态工作期间及最低输入电压条件下测量阻断二极管的温度，以确定其额定值是否正确。散热性能、元件方位以及最终产品外壳都会影响到二极管的工作温度。）

确定阻尼电阻：（如果选用）

注意：1):对于最大连续输出功率为20W 或更大的电源系统，Rdamp只能在绝对必要时使用，并且应限制为非常小的值：1 Ω≤ Rdamp≤4.7 Ω。阻尼电阻的功率额定值应大于：I2P ×Rdamp； 2):如果测试VDS电压的最大值远小于管子耐压，可以适当增加R1、减小C1来提高效率；

3):如果测试VDS电压的最大值接近管子耐压，则一般设计是由于RC吸收的时间常数远大于管子关断周期，

若换用速度慢一些的整流管效果比较好，它可把更多的能量从RCD些时减小R1对反压并没有实质性的影响，

嵌位电路抽走送到次级；

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

4):如果由于变压器结构原因引起漏感很大造成VDS电压很高，则TVS管是最后的选择。

24．.计.馈.路

CR6855

系列产品采用电流模式控制，反馈环路只需采用一个单极点和单零点补偿电路即可实现。

，IFB为CR6855反馈短路电流（通常为1.55mA），CTR为光耦其中：VOP为光耦的正向导通压降（通常为1.2V）

的电流传输比。例如当Vo=5V，光耦的CTR为80%时，RD<670且Rbias<1.2K。

对于CCM模式，采用CR6855的反激式开关电源的控制-输出传递函数由下式给出：

系统极点和零点以及直流增益均随输入电压的变化而变化。直流增益在高输入电压条件下最高，RHP零点在低输入电压条件下最低。低频增益并不随负载条件的变化而变化，RHP零点在满载条件下最低。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

CR6855电源管理 IC

深圳市振华凌云科技有限公司

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

当输入电压和负载电流的变化范围很宽时，反馈环路设计的最坏情况是不易确定的。增益以及零点和极点均根据工作条件的变化而移动。不仅如此，随着负载电流的减小或（和）输入电压的增大。工作于CCM模式将进入DCM模式。解决这一问题的一种简单而实用的方法是设计出低输入电压和满载条件下具有足够的相位和增益裕量的反馈环路。对于85V~264V交流输入，当开关电源工作于CCM模式时，RHP零点在低输入电压和满载条件下最低。不过，当工作条件从低压输入变为高压输入时，增益增加不大。因此，通过设计在低压输入和满载条件下具有超过45°的增益裕量的反馈环路即可保证整个工作范围内的稳定性。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

1. 确定穿越频率fc。对于工作于CCM模式的反激开关电源来说，应将fc设计在低于1/3RHP零点的频率上，以最大限度地减小RHP零点的影响。对于DCM模式，可将fc设定在较高的频率上，因为此时没有RHP零点。 2. 当采用附加LC滤波器时，应将fc设计低于1/3LC滤波器转折频率的地方，因为它会导致-180°的相位差。绝对不要把fc设定得高于LC滤波器的转折频率。如果穿越频率过于靠近转折频率，那么，为抵消后置滤波器的影响。就应当把控制器设计得具有约90°以上的足够相位裕量。 3. 确定补偿电路的直流增益以抵消fc频率上的控制-输出增益。 4. 将补偿电路零点（fzc）设置在fc/3附近。 5. 将补偿电路极点（fpc）设置在3fc以上。

25.关于处理轻载噪声方法

1. 变压器浸漆，可以填充线圈、屏蔽层、磁芯之间的间隙。阻止机械共振，减弱线圈震动的噪声。 2. 吸收网络尽量采样涤纶材质的薄膜电容,防止采用陶瓷电容引起的机械共振。

3. 调整环路，使轻载时波群之间的频率低于1KHz。方法是：增加CF、Rbias、CB，减小RF。

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

4. 通过调整变压器参数减小噪声

三、参考应用 1.应用电路

2.CR685519V2.1A适配器 1).元器件清单

本文主要介绍了CR6855的特征和详细的工作原理,描述了一种采用CR6855的反激式隔离AC-DC开关电源的简单而高效的设计方法。

CR6855电源管理 IC

深圳市振华凌云科技有限公司

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yxa1.html