在現(xiàn)代電子設(shè)備中,開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器作為核心部件,其性能直接影響設(shè)備的穩(wěn)定性和效率。FT8440E作為一款高性能、低成本的交直流開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器,憑借其集成的高壓啟動電路、高壓功率開關(guān)以及多種保護功能,成為了眾多電源設(shè)計工程師的理想選擇。本文將詳細(xì)介紹FT8440E的特點、典型電路圖、管腳定義及說明,以及應(yīng)用說明,幫助用戶更好地理解和應(yīng)用這款芯片。
FT8440E是一款高性能、高精度、低成本的非隔離PWM功率開關(guān),適用于多種電源架構(gòu),如Buck、Buck-Boost和Flyback等。其主要特點如下:
FT8440E提供了多種典型應(yīng)用電路圖,適用于不同的電源架構(gòu)。以下是兩種常見的應(yīng)用電路圖:
FT8440E采用SOP8封裝,管腳定義如下表所示:
管腳編號 | 管腳名稱 | 功能描述 |
---|---|---|
1/2 | GND | 芯片地,同時也是集成高壓MOSFET的源極 |
3 | FB | 反饋腳,用于設(shè)定輸出電壓 |
4 | VCC | 芯片電源,同時也是輸出反饋端口 |
5/6/7/8 | D | 高壓啟動和MOSFET的漏極(Drain) |
FT8440E內(nèi)部集成了600V高壓啟動電路,從高壓漏極直接對VCC端充電至9.8V,省掉了傳統(tǒng)的起機電阻。當(dāng)輸出電壓高于設(shè)定值時,高壓啟動電路會自動關(guān)閉,由輸出電壓供電,典型待機功耗為60mW。
FT8440E內(nèi)部集成了帶遲滯的欠壓保護比較器,開啟和關(guān)斷閾值電壓分別為9.8V和7.5V。由于較低的欠壓保護閾值和高壓啟動電路提供的較大充電電流,開啟延時典型值為50ms。
FT8440E內(nèi)部集成了22V的過壓保護比較器,當(dāng)VCC電壓高于過壓保護觸發(fā)閾值時,柵驅(qū)動電路會立即關(guān)閉,使功率MOSFET停止開關(guān),同時從VCC旁路電容多拉1mA的電流。
FT8440E內(nèi)置高性能誤差放大器、高精度分壓電阻和參考電壓,保證輸出電壓的精度和線性/負(fù)載調(diào)整率。開關(guān)的占空比由采樣電阻的峰值電壓和誤差放大器的輸出電壓決定,峰值電流采樣電阻和環(huán)路補償網(wǎng)絡(luò)全部集成在芯片內(nèi)部。
FT8440E內(nèi)部集成了逐周期過流保護電路,采樣功率開關(guān)管的電流。當(dāng)電流超過內(nèi)部設(shè)定的閾值時,在該周期的剩余時間內(nèi)功率開關(guān)管會被關(guān)斷。前沿消隱電路會在功率開關(guān)管開啟后的Tleb內(nèi)將過流保護比較器屏蔽,避免誤觸發(fā)。
FT8440E內(nèi)部集成了高壓啟動電路,起機時間較快,典型值為50ms。芯片起機或重啟期間,負(fù)載電流請控制在額定電流的80%以內(nèi),以免芯片無法正常起機。起機完成后,可以正常帶載額定電流。內(nèi)部框架圖如下所示~
FT8440E內(nèi)置頻率抖動,可有效提高EMI特性。
FT8440E功率開關(guān)管每次開啟時,采樣電阻上都會產(chǎn)生毛刺電壓。為了避免誤觸發(fā),內(nèi)部集成了前沿消隱模塊,因此無需傳統(tǒng)的外部RC濾波元器件。在消隱時間Tleb內(nèi),過流保護比較器被關(guān)閉。
FT8440E過溫保護電路檢測芯片的溫度,過溫保護閾值為150℃。當(dāng)芯片的溫度高于該閾值時,功率開關(guān)管被關(guān)斷,直至芯片溫度下降至130℃,功率開關(guān)管才重新恢復(fù)正常工作。
當(dāng)發(fā)生輸出短路時,F(xiàn)T8440E會進(jìn)入“自動重啟”工作模式。如果輸出反饋電壓低于內(nèi)部參考電壓的時間超過一定時間,則功率開關(guān)管會被關(guān)斷一段時間,之后功率開關(guān)管會自動重啟再工作一定時間,如此重復(fù),直至輸出短路故障被排除。
良好的PCB布局有助于系統(tǒng)工作穩(wěn)定,提高EMI效果以及散熱。以下為指導(dǎo)建議: