在當今電子設備日益小型化、高效化的趨勢下，電源管理芯片的設計也面臨著更高的要求。LP3717BSL 作為一款極簡化的自供電原邊反饋控制芯片，以其高度集成、外圍設計簡單、多種保護功能等特點，為適配器、充電器以及其他輔助電源的設計提供了一種高效、可靠的解決方案。

芯片概述

LP3717BSL 是一款專為隔離型適配器和充電器設計的自供電 PSR（原邊反饋）控制芯片。該芯片通過外置電阻可調(diào)原邊峰值電流，并利用變壓器原副邊匝比來設置輸出恒流點。通過設定反饋引腳（FB）上的偏電阻，可以靈活地設置輸出恒壓點。為了進一步簡化系統(tǒng)成本，LP3717BSL 內(nèi)置了啟動電路，無需外部啟動電阻，并采用自供電技術取消了輔助繞組 VCC 供電二極管。此外，該芯片還內(nèi)置了輸出線纜補償功能，能夠有效補償輸出電流在輸出線上的損耗壓降，從而提高輸出電壓的穩(wěn)定性。

芯片特點

1. 集成 BJT，適用于 12W 以下隔離方案：該芯片集成了雙極型晶體管（BJT），能夠滿足 12W 以下的隔離電源設計需求，減少了外部元件數(shù)量，降低了系統(tǒng)成本。
2. 內(nèi)置啟動電路，無需啟動電阻：芯片內(nèi)部的啟動電路僅需 1uA 的啟動電流，上電后自動給 Vcc 電容充電，當 Vcc 電壓達到開啟閾值時，芯片開始工作。這一設計省去了外部啟動電阻，進一步簡化了電路設計。
3. 自供電技術取消輔助繞組 VCC 供電二極管：采用自供電方式，無需輔助繞組 VCC 供電二極管，減少了元件數(shù)量和布板面積，提高了系統(tǒng)的可靠性。
4. 可調(diào)峰值電流：通過 SEL 腳外接電阻，可以靈活設置最大峰值電流 IPKMAX，滿足不同負載條件下的電流需求。
5. 極低的待機功耗：在待機模式下，芯片的功耗極低，有助于延長設備的待機時間，符合節(jié)能要求。
6. 專利的電流驅(qū)動，降低溫升：采用專利的電流驅(qū)動技術，有效降低了芯片在工作過程中的溫升，提高了芯片的穩(wěn)定性和可靠性。
7. 輸出線損補償技術：通過設定 FB 外置上偏電阻的值，可以調(diào)節(jié)輸出線纜補償值，補償輸出電流在輸出線上的損耗壓降，確保輸出電壓的穩(wěn)定性。
8. 多種保護功能：集成了 VCC 鉗位/欠壓保護、FB 腳上電阻開路保護、輸出短路保護、輸出過壓保護以及過溫保護等多種保護功能，全方位保障電源系統(tǒng)的安全運行。

應用領域

1. 適配器和充電器：作為一款專為適配器和充電器設計的芯片，LP3717BSL 能夠滿足各種電子設備的充電需求，提供穩(wěn)定、高效的電源輸出。
2. LED 驅(qū)動電源：在 LED 照明領域，LP3717BSL 可以用于設計 LED 驅(qū)動電源，通過精確的恒流控制，確保 LED 燈具的亮度穩(wěn)定，延長其使用壽命。
3. 線性電源和 RCC 開關電源升級換代：對于傳統(tǒng)的線性電源和 RCC 開關電源，LP3717BSL 提供了一種升級換代的解決方案，能夠提高電源的效率和性能，同時簡化電路設計。
4. 其他輔助電源：在各種電子設備中，LP3717BSL 也可以用于設計輔助電源，為設備的其他部件提供穩(wěn)定的電源支持。

典型應用電路

圖 1 展示了 LP3717BSL 的典型應用電路。在該電路中，芯片通過變壓器與輸入電源相連，通過反饋引腳（FB）與輸出端相連，形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。通過合理選擇外接電阻的值，可以實現(xiàn)對輸出電壓和電流的精確控制。該電路簡單、高效，能夠滿足大多數(shù)應用場景的需求。

電氣參數(shù)

LP3717BSL 的電氣參數(shù)如下表所示：

這些參數(shù)確保了 LP3717BSL 在各種工作條件下的穩(wěn)定性和可靠性，能夠滿足不同應用場景的需求。

內(nèi)部結構與工作原理

下圖展示了 LP3717BSL 的內(nèi)部結構框圖。芯片內(nèi)部集成了多種功能模塊，包括啟動電路、峰值電流設置模塊、恒流控制模塊、恒壓控制模塊、保護功能模塊等。這些模塊協(xié)同工作，實現(xiàn)了對電源系統(tǒng)的精確控制和全面保護。

啟動過程

芯片啟動時，僅需 1uA 的啟動電流，通過內(nèi)部啟動電路給 Vcc 電容充電，當 Vcc 電壓達到芯片開啟閾值時，芯片內(nèi)部控制電路開始工作。系統(tǒng)啟動后，Vcc 由內(nèi)部專有的供電電路進行供電。

峰值電流設置

SEL 腳外接電阻 RSEL 可以調(diào)節(jié)最大峰值電流 IPKMAX。當 SEL 腳懸空時，IPKMAX 為 IPKMAX_SELNC（880mA）。通過公式 $I_{PKMAX}=\frac{12}{R_{SEL}\times 12}\times I_{PKMAX\_SELNC}$ 可以計算出不同 RSEL 值對應的 IPKMAX 值，建議 RSEL > 15K。

恒流控制

芯片逐周期檢測電感的峰值電流，當原邊電感中的實時電流大于芯片設定的最大峰值電流 IPKMAX 時，功率管關斷。輸出電流 IOUT 與變壓器的匝比、峰值電流、開關周期等因素有關。通過合理選擇變壓器的匝比和峰值電流，可以實現(xiàn)恒流輸出。

恒壓控制

LP3717BSL 通過電阻采樣反激電壓，電阻分壓后的電壓與內(nèi)部基準比較形成閉環(huán)，從而恒定輸出電壓 Vout。輕載輸出電壓和滿載輸出電壓的計算公式分別為：

其中，RFBH 是 FB 外接的上偏電阻，RFBL 是 FB 外接的下偏電阻，ICOMP_LINE 是滿載經(jīng)過 FB 上偏電阻的輸出線補償電流，Nf 是輔助繞組匝數(shù)，VFB 是基準電壓（典型值 1.0V），VD 為輸出續(xù)流管壓降，IO 為帶載電流，IOCP 為輸出恒流電流。

保護功能

LP3717BSL 集成了多種保護功能，包括：

• VCC 鉗位/欠壓保護：當 VCC 電壓超過鉗位電壓或低于欠壓保護閾值時，芯片將進入保護狀態(tài)。
• FB 腳上電阻開路保護：當 FB 腳上的電阻開路時，芯片能夠檢測到異常并進入保護狀態(tài)。
• 輸出短路保護：當輸出端發(fā)生短路時，F(xiàn)B 腳檢測到的電壓小于短路保護閾值，芯片將進入重啟狀態(tài)。
• 輸出過壓保護：當輸出電壓超過過壓保護閾值時，芯片將進入重啟狀態(tài)。
• 過溫保護：當芯片溫度超過過溫保護閾值時，芯片將進入保護狀態(tài)，直到溫度下降到遲滯范圍內(nèi)。

PCB 設計指南

在設計 LP3717BSL 的 PCB 時，需要遵循以下指南：

1. VCC 旁路電容：VCC 的旁路電容需要緊靠芯片 VCC 和 GND 引腳，以減少電源噪聲對芯片的影響。
2. SEL 腳電阻：SEL 腳的電阻需要緊靠芯片 SEL 和 GND 引腳，以減少寄生效應。
3. FB 引腳：接到 FB 腳的分壓電阻必須靠近 FB 引腳，且節(jié)點要遠離變壓器原邊繞組的動點，以減少干擾。
4. 功率環(huán)路的面積：減小功率環(huán)路的面積，如變壓器原邊繞組、功率管、母線電容的環(huán)路面積，以及變壓器副邊繞組、整流二極管、輸出電容的環(huán)路面積，以減小 EMI 輻射。
5. C 引腳：適當增加 C 引腳的鋪銅面積以提高芯片散熱。

封裝信息

LP3717BSL 采用 SOP8L 封裝，封裝尺寸如下表所示：

這種封裝形式具有良好的散熱性能和較小的尺寸，適合用于緊湊型電源設計。

總結