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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，以其極簡的外圍設(shè)計、高效的性能和全面的保護功能，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)計要點，幫助工程師更好地理解和應(yīng)用這款芯片。
LPK8728是一款專為隔離型適配器和充電器設(shè)計的自供電PSR控制芯片。它通過外置電阻可調(diào)原邊峰值電流，并通過變壓器原副邊匝比來設(shè)置輸出恒流點。此外，通過設(shè)定FB腳上的偏電阻，可以靈活調(diào)整輸出恒壓點。為了簡化系統(tǒng)設(shè)計，降低成本，LPK8728內(nèi)置啟動電路，無需外部啟動電阻，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償功能，通過設(shè)定FB外置上下偏電阻的值來調(diào)節(jié)輸出線纜補償值，從而實現(xiàn)更好的輸出電壓調(diào)整率。
在保護功能方面，LPK8728提供了全面的保障，包括VCC鉗位/欠壓保護、FB腳電阻開短路保護、輸出短路保護、輸出過壓保護以及過溫保護等。這些保護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。
LPK8728的規(guī)格參數(shù)詳細列出了其在電氣性能、工作條件和保護功能等方面的關(guān)鍵指標。例如，芯片的VCC啟動電壓范圍為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780mA，最小峰值與最大峰值電流比值為30%至50%。在保護功能方面，F(xiàn)B腳電阻開路保護電流閾值分別為56uA（啟機前6個周期內(nèi)）和20uA（啟機6個周期后）。輸出短路保護閾值為0.45V至0.55V，過壓保護電壓為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。
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，該芯片通過變壓器與輸入電源相連，通過反饋引腳FB與輸出端相連，實現(xiàn)對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)動電源以及線性電源和RCC開關(guān)電源的升級換代等場景。
LPK8728的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖揭示了其高度集成的設(shè)計理念。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、欠壓保護、上電重置、退磁檢測、電流檢測以及PFM控制等功能模塊。這些模塊協(xié)同工作，實現(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檢測反饋引腳FB的電壓，與內(nèi)部基準電壓進行比較，形成閉環(huán)控制，從而實現(xiàn)對輸出電壓和電流的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。
在應(yīng)用LPK8728設(shè)計電源系統(tǒng)時，需要遵循一些關(guān)鍵的設(shè)計要點。首先，芯片的啟動電流僅為1uA，系統(tǒng)上電后通過內(nèi)部啟動電路給Vcc的電容進行充電，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(shè)置通過SEL腳外接電阻RSEL實現(xiàn)，可調(diào)最大峰值電流IPKMAX。恒流控制和輸出恒流電流設(shè)置通過檢測電感的峰值電流實現(xiàn)，當原邊電感中的實時電流大于芯片設(shè)定的最大峰值電流IPKMAX時，功率管關(guān)斷。輸出電流IOUT與變壓器的匝數(shù)比、峰值電流和退磁時間等因素有關(guān)。
恒壓控制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。在輕載和帶載條件下，輸出電壓的計算公式有所不同，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景進行調(diào)整。
此外，LPK8728還提供了多種保護功能，如FB腳上電阻開路保護、短路保護、輸出過壓保護、VCC鉗位/欠壓保護以及過溫保護等。這些保護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)點要遠離變壓器原邊繞組的動點。適當增加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。
LPK8728以其高度集成的設(shè)計、極簡的外圍電路、高效的性能和全面的保護功能，成為了15W-18W功率范圍內(nèi)理想的電源解決方案。通過本文的詳細解析，工程師可以更好地理解和應(yīng)用這款芯片，設(shè)計出高效、穩(wěn)定、可靠的電源系統(tǒng)。無論是適配器、充電器還是LED驅(qū)動電源，LPK8728都能提供出色的性能和靈活性，滿足不同應(yīng)用場景的需求。