ACT361是高性能有源psrtm主开关稳压器

特征

•专利一次侧调节技术

•无光耦

•一流的恒压、恒流精度

•低电磁干扰

•专有快速启动电路

•内置软启动电路

•集成线路和一次电感补偿

•集成可编程输出线电阻补偿

•线路欠压、输出过压、输出短路和温度过高保护

•符合所有全球能源效率和CEC平均效率标准

•可调功率从2W到7W

•最小外部组件

•微型SOT33-6封装

应用

•手机、PDA、MP3、便携式媒体播放器、DSC和其他便携式设备和设备的充电器

•RCC适配器更换

•更换线性适配器

•备用和辅助电源

一般说明

ACT361属于高性能专利的ActivePSRTM系列通用输入AC/DC离线控制器，用于电池充电器和适配器应用。它是为工作在不连续导电模式（DCM）下的反激拓扑而设计的。ACT361满足所有全球能效法规（CEC、欧洲蓝天使和美国能源之星标准），同时使用很少的外部组件。

ACT361确保安全运行，并对所有故障条件提供完全保护。为输出短路、输出过电压、线路欠电压和温度过高情况提供内置保护电路。

ACT361 ActivePSRTM是为高性能、成本敏感的应用而优化的，并利用Active Semi专有的一次侧反馈结构，提供精确的恒压、恒流（CV/CC）调节，无需光耦或参考装置。集成线路和一次电感补偿电路提供精确的恒流操作，尽管线路电压和一次电感变化很大。集成输出线电阻补偿进一步提高了输出精度。ACT361实现了良好的调节和瞬态响应，但所需的备用功率不足150mW。

ACT361针对2W到7W的应用进行了优化。它提供节省空间的6针SOT2 3-6封装。

图1：简化应用电路

功能框图

功能描述

如功能框图所示，为了在CV（恒压）模式下调节输出电压，ACT361将FB pin处的反馈电压与内部参考电压进行比较，并向前置放大器生成错误信号。误差信号经过滤波和内部补偿网络补偿后，通过电流模式PFWM（脉冲频率和宽度调制）控制，在CS管脚处调制外部NPN晶体管峰值电流。为了在CC（恒流）模式下调节输出电流，振荡器频率由输出电压调制。

SW是驱动外部高压NPN晶体管发射极的驱动输出。这种基极发射极驱动方法使驱动电路效率最高。

快速启动

VDD是ACT361的电源终端。在启动过程中，ACT361通常只消耗20μA的电源电流。来自整流高压直流轨的启动电阻器向NPN晶体管的基极提供电流。这将导致通过有源半导体专用快速启动电路的开关管脚向VDD输出放大的发射极电流，直至其超过VDDON阈值19V。此时，ACT361进入内部启动模式，峰值电流限值在10ms内升高。开关启动后，输出电压开始升高。VDD旁路电容器必须为ACT361内部电路和NPN基驱动器供电，直到输出电压足够高，能够通过辅助绕组维持VDD。VDDOFF阈值为5.5V；因此，当输出充电时，VDD电容器上的电压必须保持在5.5V以上。

恒压（CV）模式操作

在恒压操作中，ACT361通过图6中的电阻分压网络R8和R9捕获FB引脚处的辅助反激信号。FB管脚处的信号根据内部参考电压进行预放大，并根据有源半导体公司专有的滤波器结构提取二次侧输出电压。

该误差信号随后被内部误差放大器放大。当二次输出电压高于规定值时，误差放大器输出电压降低，开关电流减小。当二次输出电压低于规定值时，误差放大器输出电压升高，使开关电流增大，使二次输出恢复到规定值。输出调节电压由以下关系确定：

其中RFB1（R8）和RFB2（R9）是上下反馈电阻，NS和NA是变压器二次和辅助匝数，VD是大约0.1A偏置下的整流二极管正向压降。

待机（空载）模式

在无负载待机模式下，ACT361振荡器频率进一步降低到最小频率，而电流脉冲降低到最小水平以最小化待机功率。实际最小开关频率可通过输出预载电阻器进行编程。

回路补偿

ACT361集成了环路补偿电路，简化了应用程序设计、优化了瞬态响应和最小的外部组件。

输出电缆电阻补偿

ACT361在恒压调节期间提供可编程的输出电缆电阻补偿，在满功率时单调地将输出电压校正增加到预定百分比。通过将一个电阻器（图6中的R4）从SW引脚连接到VDD引脚，有四个级别可编程输出电缆补偿。满功率时的百分比可编程为3%、6%、9%或12%，并分别使用300k、150k、75k或33k的电阻值。如果没有电阻连接，就没有线缆补偿。

此功能允许更好的输出电压精度，通过补偿输出电缆电阻导致的输出电压下降。

恒流（CC）模式运行

当二次输出电流达到由内部电流限制电路设置的水平时，ACT361进入电流限制条件并导致二次输出电压下降。随着输出电压的降低，反激电压也成比例地降低。内部电流整形电路根据反激电压调整开关频率，使得所转移的功率保持与输出电压成比例，从而产生恒定的二次侧输出电流分布。在每一个开关周期中，传递到输出端的能量为1/2（LP×ILIM2）×η，其中LP为变压器一次电感，ILIM为一次峰值电流，η为转换效率。根据这个公式，可以导出恒定输出电流：

其中，fSW是开关频率，VOUTCV是标称二次输出电压。

恒流运行通常延伸到低于额定输出电压调节的40%。

一次电感补偿

ACT361集成了一个内置的专利（正在申请专利）初级电感补偿电路，以保持恒定电流调节，尽管变压器制造的变化。补偿范围为±7%。

一次电感限流补偿

ACT361集成了一个初级电感峰值电流限制补偿电路，以实现恒定的输入功率超过线路和负载范围。

保护

ACT361具有多种保护功能，包括过电压、过电流和过温度。

输出短路保护

当二次侧输出短路时，ACT361进入hiccup模式操作。在此情况下，VDD电压降至VDDOFF阈值以下，辅助电源电压崩溃。这将关闭ACT361并使其重新启动。这种打嗝现象持续到短路消除为止。

输出过电压保护

ACT361包括输出过电压保护电路，当输出电压高于正常调节电压40%时，该电路连续4个开关周期关闭IC。当检测到输出过压故障时，ACT361进入打嗝模式。

超温停机

热关机电路检测ACT361模具温度。典型的超温阈值为135°C，滞后20°C。当模具温度上升到该阈值以上时，ACT361被禁用，直到模具温度下降20°C，此时ACT361被重新启用。

典型应用

设计实例

下面的设计示例给出了使用ACT361的DCM反激变换器的过程。参考图6中的应用电路，充电器应用的设计从以下规范开始：

图6所示电路的操作如下：整流器电桥D1-D4和电容器C1/C2将交流线电压转换为直流电压。该电压为变压器T1的初级绕组和起动电阻器R1/R2供电。一次电源电流路径由变压器的一次绕组、NPN晶体管、ACT361内部MOSFET和电流检测电阻器R7构成。由电容器C3和二极管D5组成的网络从变压器的辅助绕组为ACT361提供VDD电源电压。C3是启动用电源电压和储能元件的去耦电容。二极管D7和电容器C7对输出电压进行整流和滤波。由R8和R9组成的电阻分压器对输出电压进行编程。

可计算最小和最大直流输入电压：

式中，η是估计的电路效率，fL是线路频率，tC是估计的整流器导通时间，CIN是根据3μF/W经验法则经验选择的2×4.7μF电解电容器。

当晶体管关闭时，晶体管集电极上的电压由输入电压和变压器二次绕组的反射电压组成。由于变压器的漏感，在反激电压的上升沿上有一个响铃。如果使用RCD网络，则此振铃会被其钳制。把这个钳制电压设计成低于NPN晶体管击穿电压50V。在选择二次整流二极管的最大反向电压额定值时，必须考虑反激电压。如果使用40V肖特基二极管，则可计算反激电压：

其中VDS是肖特基二极管正向电压，VDREV是二极管的最大反向额定电压，VOUTCV是输出电压。

在低压85VAC时，最大占空比设定为35%，电路效率估计为70%。则满载输入电流为：

满载时最大输入一次峰值电流占空比为35%：

变压器的初级电感：

其中，fSW是CV模式下的满载频率。一次与二次匝数比NP/NS：

辅助匝数与辅助匝数之比NA/NS：

其中VDA是辅助侧的二极管正向电压。

选用有效电感ALE为117nH/T2的EE16变压器间隙铁芯。一次绕组的匝数为：

二次绕组和辅助绕组的匝数可以相应地导出：

电流感应电阻（RCS）根据以下方程式确定电流极限值：

其中Fsw是CC模式下的频率。电压反馈电阻的选择如下：

其中K是IC常数，K=126237。

在选择输出电容器时，建议使用低ESR的电解电容器，以减小电流纹波的纹波。输出电容值的近似公式如下：

采用470μF电解电容器，使纹波小。

印刷电路板布局指南

良好的印刷电路板布局是获得最佳性能的关键。去耦电容器（C3）、电流检测电阻（R7）和反馈电阻（R8/R9）应分别靠近VDD、CS和FB引脚。有两个主电源路径回路。一个由C1/C2、一次绕组、NPN构成晶体管和ACT361。另一个是二次绕组、整流器D7和输出电容器（C7）。保持这些环路区域尽可能小。将高电流接地回路、输入电容接地导线和ACT361 G引脚连接到一个单点（星形接地配置）。

VFB采样波形

ACT361通过VFB波形感知输出电压信息。为了使集成电路在稳定的工作状态下工作，需要合适的VFB波形。为避免误采样，由于漏感和电路寄生电容的影响，增加了1.38μs的消隐时间来消隐振铃周期。

图2是推荐的VFB波形，以保证正确的采样点，这样输出的信息就可以发送回IC做适当的控制。

图3：通用交流输入，5V/0.7A输出充电器

表1：ACT361材料清单

典型性能特征（图6电路，除非另有规定。）

包装大纲

SOT33-6包装外形尺寸

主动半导体公司保留修改电路或规格的权利，恕不另行通知。用户应该评估每个产品，以确保它适合他们的应用。活性半成品不打算或授权用作生命支持设备或系统中的关键部件。Active Semi，Inc.不承担因使用本数据表中所述的任何产品或电路而产生的任何责任，也不转让任何专利许可。