探索ALTAIR05T - 800：離線全初級(jí)感應(yīng)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的卓越性能

在電子工程師的世界里，尋找一款性能卓越、功能豐富且可靠的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器是至關(guān)重要的。今天，我們就來(lái)深入了解一下ALTAIR05T - 800這款離線全初級(jí)感應(yīng)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，看看它究竟有哪些獨(dú)特之處。

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一、產(chǎn)品概述

ALTAIR05T - 800是一款高壓全初級(jí)感應(yīng)開(kāi)關(guān)器，旨在直接從整流市電運(yùn)行，只需最少的外部元件。它將低壓高性能PWM控制器芯片和800V雪崩堅(jiān)固功率部分集成在同一封裝中，為AC - DC充電器等應(yīng)用提供了理想的解決方案。

1.1 產(chǎn)品特性

• CV/CC輸出調(diào)節(jié)：無(wú)需光耦合器即可實(shí)現(xiàn)恒壓和恒流輸出調(diào)節(jié)，在重載瞬變期間也能保持緊密調(diào)節(jié)。
• 雪崩堅(jiān)固功率部分：具備800V雪崩堅(jiān)固內(nèi)部功率部分，能承受高電壓沖擊。
• 準(zhǔn)諧振（QR）操作：通過(guò)變壓器去磁感應(yīng)輸入實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)諧振操作，降低開(kāi)關(guān)損耗和EMI發(fā)射。
• 低待機(jī)功耗：在輕載或空載時(shí)進(jìn)入突發(fā)模式操作，有效降低待機(jī)功耗。
• 自動(dòng)自供電：能夠直接從整流市電為自身供電，尤其在恒流調(diào)節(jié)期間非常有用。
• 輸入電壓前饋：實(shí)現(xiàn)與市電無(wú)關(guān)的恒流調(diào)節(jié)。
• 輸出電纜壓降補(bǔ)償：可補(bǔ)償輸出電纜上的電壓降，提高外部可訪問(wèn)端子的CV調(diào)節(jié)精度。

1.2 應(yīng)用領(lǐng)域

• 移動(dòng)設(shè)備充電器：適用于手機(jī)和其他手持設(shè)備的AC - DC充電器。
• 緊湊型開(kāi)關(guān)電源：需要精確電流和/或電壓調(diào)節(jié)的緊湊型開(kāi)關(guān)電源。

二、引腳連接與功能

2.1 引腳連接圖

2.2 引腳功能詳解

每個(gè)引腳都有其獨(dú)特的功能，例如：

• SOURCE引腳：通過(guò)連接在引腳和GND之間的電阻檢測(cè)MOSFET電流，用于確定MOSFET的關(guān)斷事件。
• Vcc引腳：由內(nèi)部高壓?jiǎn)?dòng)發(fā)生器充電，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)保持供電。
• ZCD/FB引腳：用于檢測(cè)變壓器去磁，觸發(fā)MOSFET導(dǎo)通事件，同時(shí)監(jiān)測(cè)輸入和輸出電壓。

三、電氣特性

3.1 絕對(duì)最大額定值

3.2 電氣參數(shù)

在不同的測(cè)試條件下，ALTAIR05T - 800的各項(xiàng)電氣參數(shù)表現(xiàn)穩(wěn)定。例如，在(T_{J}=-40)到125 °C，(Vcc = 14 V)的條件下，其漏源擊穿電壓(V (BR)DSS)最小為800V，關(guān)態(tài)漏極電流(I DSS)在(V DS = 750 V)，(T j = 125 °C)時(shí)最大為80μA。

四、工作模式

4.1 重載時(shí)的QR模式

在重載條件下，ALTAIR05T - 800采用準(zhǔn)諧振（QR）模式。通過(guò)檢測(cè)變壓器繞組上的負(fù)向電壓邊緣，使MOSFET的導(dǎo)通與變壓器去磁同步，系統(tǒng)工作在變壓器不連續(xù)（DCM）和連續(xù)導(dǎo)通（CCM）的邊界附近，從而降低開(kāi)關(guān)損耗、減少EMI發(fā)射，并在短路時(shí)保證安全。

4.2 中/輕載時(shí)的谷值跳躍模式

當(dāng)負(fù)載減輕時(shí)，根據(jù)COMP引腳的電壓，設(shè)備會(huì)定義轉(zhuǎn)換器的最大工作頻率。MOSFET的導(dǎo)通事件不再發(fā)生在第一個(gè)谷值，而是在第二個(gè)、第三個(gè)谷值等，從而使開(kāi)關(guān)頻率不再增加。

4.3 空載或極輕載時(shí)的突發(fā)模式

當(dāng)負(fù)載極輕或斷開(kāi)時(shí)，轉(zhuǎn)換器進(jìn)入受控的開(kāi)/關(guān)操作，具有恒定的峰值電流。隨著負(fù)載的減小，頻率降低，可低至幾百赫茲，從而最小化所有與頻率相關(guān)的損耗，符合節(jié)能法規(guī)或建議。

五、關(guān)鍵功能模塊

5.1 功率部分和柵極驅(qū)動(dòng)器

功率部分保證了在指定能量額定值內(nèi)的安全雪崩操作和高dv/dt能力。功率MOSFET的(V(BR)DSS)最小為800V，典型(RDS(on))為11Ω。柵極驅(qū)動(dòng)器在導(dǎo)通和關(guān)斷期間提供受控的柵極電流，以最小化共模EMI。

5.2 高壓?jiǎn)?dòng)發(fā)生器

高壓電流發(fā)生器通過(guò)DRAIN引腳供電，僅在輸入大容量電容電壓高于(V start)閾值（典型值為50VDC）時(shí)啟用。當(dāng)發(fā)生器開(kāi)啟時(shí)，(Icharge)電流（典型值為5.5mA）被輸送到VCC引腳的電容上，為設(shè)備提供啟動(dòng)能量。

5.3 零電流檢測(cè)和觸發(fā)模塊

零電流檢測(cè)（ZCD）和觸發(fā)模塊通過(guò)檢測(cè)ZCD/FB引腳的負(fù)向電壓邊緣來(lái)開(kāi)啟功率MOSFET。觸發(fā)模塊必須先由超過(guò)100mV的正向電壓邊緣進(jìn)行預(yù)觸發(fā)。該功能用于檢測(cè)變壓器去磁，實(shí)現(xiàn)QR操作。

5.4 恒壓和恒流操作

• 恒壓操作：通過(guò)輔助繞組的電壓分壓來(lái)感測(cè)輸出電壓，將ZCD/FB引腳的信號(hào)在變壓器去磁結(jié)束時(shí)采樣并保持，與誤差放大器的內(nèi)部參考進(jìn)行比較，以實(shí)現(xiàn)恒壓調(diào)節(jié)。
• 恒流操作：利用輔助繞組的輸出電壓生成MOSFET開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)，通過(guò)控制電容CREF上的電壓來(lái)定義輸出電流，平均輸出電流與輸入和輸出電壓以及變壓器電感值無(wú)關(guān)。

5.5 電壓前饋模塊

為了解決CC比較器的內(nèi)部傳播延遲導(dǎo)致的電流過(guò)沖問(wèn)題，設(shè)備實(shí)現(xiàn)了線路前饋功能，通過(guò)引入與輸入電壓相關(guān)的偏移來(lái)調(diào)整逐周期電流限制。

5.6 電纜壓降補(bǔ)償（CDC）

CDC功能用于補(bǔ)償輸出電纜上的電壓降，通過(guò)在CDC引腳和ZCD/FB引腳之間連接電阻，增加CV調(diào)節(jié)設(shè)定點(diǎn)，從而在電纜末端實(shí)現(xiàn)理想的零負(fù)載調(diào)節(jié)。

六、保護(hù)功能

6.1 打嗝模式過(guò)流保護(hù)（OCP）

設(shè)備具備打嗝模式過(guò)流保護(hù)功能，可防止二次整流器短路、二次繞組短路或反激變壓器硬飽和等故障。當(dāng)檢測(cè)到RSENSE上的電壓超過(guò)1V時(shí)，保護(hù)電路會(huì)被激活。

6.2 其他保護(hù)功能

還具備輔助繞組斷開(kāi)或欠壓檢測(cè)、短路二次整流器或變壓器飽和檢測(cè)等保護(hù)功能，所有保護(hù)功能均處于自動(dòng)重啟模式。

七、布局建議

正確的印刷電路板布局對(duì)于開(kāi)關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的正常運(yùn)行至關(guān)重要。對(duì)于ALTAIR05T - 800，建議將補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)盡可能靠近COMP引腳連接，信號(hào)地與功率地和感測(cè)電阻走線分開(kāi)布線。

八、典型應(yīng)用與效率

8.1 典型應(yīng)用電路

提供了一個(gè)5W寬范圍市電CC/CV電池充電器的測(cè)試板原理圖，展示了ALTAIR05T - 800在實(shí)際應(yīng)用中的連接方式。

8.2 效率測(cè)試

在115VAC和230VAC輸入電壓下進(jìn)行了效率測(cè)試，結(jié)果顯示在不同負(fù)載下，設(shè)備都能保持較高的效率。例如，在115VAC輸入，負(fù)載為50%時(shí)，效率可達(dá)78.64%。

總結(jié)

ALTAIR05T - 800以其豐富的功能、卓越的性能和可靠的保護(hù)機(jī)制，為電子工程師在設(shè)計(jì)AC - DC充電器和緊湊型開(kāi)關(guān)電源等應(yīng)用時(shí)提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，合理利用其各項(xiàng)特性和功能，能夠設(shè)計(jì)出高效、穩(wěn)定的電源系統(tǒng)。你在使用類似的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。