掌握AC-DC交流线性稳压器的设计要点打造出高质量电源系统
发表时间: 2024-03-10 23:17:56 作者: 工程案例
,通过VSET管脚阻值调整,可轻松获得5V/3.3V/2.7V三种输出电压。它为偏置
该芯片内部集成了多种功能模块,包括650V功率MOSFET、启动控制电路、VDD电压控制电路、同步检测电路和低压差稳压器等,确保高效、稳定的电源输出。
为了优化系统效率并降低待机损耗,WD5201通过智能控制交流能量输入进行精密调节。此外,该芯片还具备完备的带自恢复功能的保护功能,包括VDD欠压保护、VDD过压保护、输出过载保护、输出欠压保护、雷击浪涌保护和内置过温保护等,确保安全可靠地运行。
总的来说,WD5201极大地简化了电源设计工作。其广泛适用于多种场合,如家用电器、电视机、音响设备、空调、LED照明等领域。它的紧凑型无电感设计和全面的保护功能使其成为一款智能、高效且可靠的电源解决方案,为客户提供了更好的用户体验。
WD5201拥有高精度的输出电压,只有2%的误差,并且可选择5V、3.3V或2.7V的输出电压。其兼容性高,在输入电压范围广泛,80~305VAC均无需功率电感。
此外,WD5201不要输入用于过滤,减少了器件种类,为结构设计提供更方便的选择,并降低了成本。
它具备短路保护和输出欠压保护等全面的保护功能,也有内置过热保护以确保安全运作。此外,WD5201优化了控制方式,大幅度的提升了效率并实现快速动态响应。
WD5201在启动阶段,会通过VIN管脚对VDD电容进行充电,内部高压电流源(10mA)提供电能。当VDD电压升至VDD_ON后,充电电流停止,IC开始正常工作,内部功率MOSFET取代高压电流源,对后级设备提供更稳定的电力支持。
为了确保其安全运行,WD5201内部集成了AC同步检测电路。它可以检测芯片VIN端对地内置的分压电阻,以控制内部功率MOSFET的充电。由于VIN端对地存在寄生电容,可能会引起VIN电压过高、没办法进入充电窗口。针对该问题,WD5201内部设计了主动泄放电路,以确保足够的输入能量可以在充电窗口期间对VDD进行快充,并使后续保护逻辑能够顺利展开和重启运作。
另外,WD5201的输出电压可根据自身的需求进行调整。只需通过VSET管脚调整就可以获得2.7V、3.3V或5V三档输出电压。当VSET管脚悬空时输出3.3V,接地时输出2.7V,而连接100欧姆电阻到地时则将输出5V,进行更为灵活的应用。
WD5201的输出电流限制电路能检测LDO输出电流并直接控制其通断。为了尽最大可能避免短路或过载时LDO输出电流过大导致芯片损坏,典型的输出电流限制值设置为138mA。短路或过载发生时,该电路会限制最大输出电流,同时随着输出电压的降低触发输出欠压保护。
当输出功率超过了WD5201所能提供的上限功率时,输出电压会随之降低。如果输出电压降低值已达到其标称电压的12.5%,则会触发输出欠压保护,LDO关闭并等待2个AC周期后重启。
另外,当系统负载加重输出电压下降时,WD5201会触发输出欠压保护。如果连续触发欠压保护超过50ms,则系统将触发过载保护,关闭内部功率MOSFET和LDO输出,并计时640ms进行自恢复延迟时间后进入自愈重启过程。与此同时,VDD电压被内部高压电流源上拉至VDD_OVP。
在开机以后,WD5201将开启VDD过压保护功能。在AC充电窗口期间,VDD电压有两种行为模式。一种是在当前充电窗口期间VDD电压上升至OVP触发电压(典型值为7.8V),则WD5201会关闭内部功率MOSFET并限制VDD的最高电压。另一种情况是在当前充电窗口期间VDD无法上升至OVP触发点,则内部功率MOSFET被AC同步检测信号关闭,并等待下一个充电窗口继续充电。通过这一种方式,AC交流输入能量仅在主线低压部分进行传递,以此来降低了内部功率MOSFET的损耗。当内部功率MOSFET打开时,输入电流对VDD电容和负载提供能量;而当MOSFET关闭时,则由VDD电容放电对负载提供能量。
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