LPK8728作為一款高度集成的隔離型適配器和充電器的自供電PSR控制芯片，以其極簡(jiǎn)的外圍設(shè)計(jì)、高效的性能和全面的保護(hù)功能，成為了15W-18W功率范圍內(nèi)理想的電源解決方案。本文將深入解析LPK8728芯片的特性、典型應(yīng)用、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)，幫助工程師更好地理解和應(yīng)用這款芯片。

芯片概述

LPK8728是一款專為隔離型適配器和充電器設(shè)計(jì)的自供電PSR控制芯片。它通過(guò)外置電阻可調(diào)原邊峰值電流，并通過(guò)變壓器原副邊匝比來(lái)設(shè)置輸出恒流點(diǎn)。此外，通過(guò)設(shè)定FB腳上的偏電阻，可以靈活調(diào)整輸出恒壓點(diǎn)。為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低成本，LPK8728內(nèi)置啟動(dòng)電路，無(wú)需外部啟動(dòng)電阻，并采用自供電方式取消了輔助繞組VCC供電二極管。芯片還集成了輸出線纜補(bǔ)償功能，通過(guò)設(shè)定FB外置上下偏電阻的值來(lái)調(diào)節(jié)輸出線纜補(bǔ)償值，從而實(shí)現(xiàn)更好的輸出電壓調(diào)整率。

在保護(hù)功能方面，LPK8728提供了全面的保障，包括VCC鉗位/欠壓保護(hù)、FB腳電阻開(kāi)短路保護(hù)、輸出短路保護(hù)、輸出過(guò)壓保護(hù)以及過(guò)溫保護(hù)等。這些保護(hù)功能確保了芯片在各種異常工作條件下的穩(wěn)定性和可靠性。LPK8728采用SOP8L封裝，具有良好的散熱性能和易于集成的特點(diǎn)。

規(guī)格參數(shù)

LPK8728的規(guī)格參數(shù)詳細(xì)列出了其在電氣性能、工作條件和保護(hù)功能等方面的關(guān)鍵指標(biāo)。例如，芯片的VCC啟動(dòng)電壓范圍為3.5V至5.1V，工作電流范圍為100uA至350uA。最大峰值電流閾值可達(dá)780mA，最小峰值與最大峰值電流比值為30%至50%。在保護(hù)功能方面，F(xiàn)B腳電阻開(kāi)路保護(hù)電流閾值分別為56uA（啟機(jī)前6個(gè)周期內(nèi)）和20uA（啟機(jī)6個(gè)周期后）。輸出短路保護(hù)閾值為0.45V至0.55V，過(guò)壓保護(hù)電壓為1.2V至1.4V。這些參數(shù)確保了LPK8728在不同工作條件下的穩(wěn)定性和可靠性。

典型應(yīng)用圖

LPK8728的典型應(yīng)用圖展示了其在隔離型電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的連接方式和主要元件配置。如圖1所示，該芯片通過(guò)變壓器與輸入電源相連，通過(guò)反饋引腳FB與輸出端相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓和電流的精確控制。在典型應(yīng)用中，LPK8728可以應(yīng)用于適配器、充電器、LED驅(qū)動(dòng)電源以及線性電源和RCC開(kāi)關(guān)電源的升級(jí)換代等場(chǎng)景。

內(nèi)部框架

LPK8728的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖揭示了其高度集成的設(shè)計(jì)理念。如圖3所示，芯片內(nèi)部集成了供電電路、VCC鉗位、恒壓恒流控制、控制驅(qū)動(dòng)、欠壓保護(hù)、上電重置、退磁檢測(cè)、電流檢測(cè)以及PFM控制等功能模塊。這些模塊協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了高效的電源轉(zhuǎn)換和精確的輸出控制。例如，恒壓恒流控制模塊通過(guò)檢測(cè)反饋引腳FB的電壓，與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，形成閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓和電流的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。

應(yīng)用說(shuō)明

在應(yīng)用LPK8728設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)時(shí)，需要遵循一些關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。首先，芯片的啟動(dòng)電流僅為1uA，系統(tǒng)上電后通過(guò)內(nèi)部啟動(dòng)電路給Vcc的電容進(jìn)行充電，當(dāng)Vcc電壓達(dá)到芯片開(kāi)啟閾值時(shí)，芯片內(nèi)部控制電路開(kāi)始工作。系統(tǒng)啟動(dòng)后，Vcc由內(nèi)部專有的供電電路進(jìn)行供電。

峰值電流設(shè)置通過(guò)SEL腳外接電阻RSEL實(shí)現(xiàn)，可調(diào)最大峰值電流IPKMAX。恒流控制和輸出恒流電流設(shè)置通過(guò)檢測(cè)電感的峰值電流實(shí)現(xiàn)，當(dāng)原邊電感中的實(shí)時(shí)電流大于芯片設(shè)定的最大峰值電流IPKMAX時(shí)，功率管關(guān)斷。輸出電流IOUT與變壓器的匝數(shù)比、峰值電流和退磁時(shí)間等因素有關(guān)。

恒壓控制通過(guò)電阻采樣反激電壓，電阻分壓后的電壓與內(nèi)部基準(zhǔn)比較形成閉環(huán)，從而恒定輸出電壓Vout。在輕載和帶載條件下，輸出電壓的計(jì)算公式有所不同，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)整。

此外，LPK8728還提供了多種保護(hù)功能，如FB腳上電阻開(kāi)路保護(hù)、短路保護(hù)、輸出過(guò)壓保護(hù)、VCC鉗位/欠壓保護(hù)以及過(guò)溫保護(hù)等。這些保護(hù)功能確保了芯片在各種異常工作條件下的穩(wěn)定性和可靠性。

在PCB設(shè)計(jì)方面，需要遵循一些特定的指南。例如，VCC的旁路電容需要緊靠芯片VCC和GND引腳，SEL腳的電阻需要緊靠芯片SEL和GND引腳。接到FB腳的分壓電阻必須靠近FB引腳，且節(jié)點(diǎn)要遠(yuǎn)離變壓器原邊繞組的動(dòng)點(diǎn)。適當(dāng)增加C引腳的鋪銅面積可以提高芯片的散熱性能。此外，減小功率環(huán)路的面積可以有效降低EMI輻射。

總結(jié)

LPK8728以其高度集成的設(shè)計(jì)、極簡(jiǎn)的外圍電路、高效的性能和全面的保護(hù)功能，成為了15W-18W功率范圍內(nèi)理想的電源解決方案。通過(guò)本文的詳細(xì)解析，工程師可以更好地理解和應(yīng)用這款芯片，設(shè)計(jì)出高效、穩(wěn)定、可靠的電源系統(tǒng)。無(wú)論是適配器、充電器還是LED驅(qū)動(dòng)電源，LPK8728都能提供出色的性能和靈活性，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。