SSC2001 PFC用控制器应用手册.pdf

《SSC2001 PFC用控制器应用手册.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SSC2001 PFC用控制器应用手册.pdf（16页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、 SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC CO., LTD. Page.1 SSC2001 PFC用控制器应用手册用控制器应用手册(Ver. 0.1) 2008 年年 5 月初版月初版 三垦电气株式会社三垦电气株式会社 Sanken Electric Co., Ltd http:/www.sanken-ele.co.jp 本产品为正在开发中产品，应用手册中记载的内容为暂定，如有 变更恕不提前通知。 本应用手册为 IC 开发初期作成，应用手册中记载的内容为暂定 内容，如有任何疑问，敬请同三垦公

2、司咨询。 本产品为正在开发中产品，应用手册中记载的内容为暂定，如有 变更恕不提前通知。 本应用手册为 IC 开发初期作成，应用手册中记载的内容为暂定 内容，如有任何疑问，敬请同三垦公司咨询。 2008 年年 6 月月 12 日日 First Version SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC CO., LTD. Page.2 / / / / / / / / / / / / / / / / / 目次:Contents / / / / / / / / / / / / / / / / 概要 概

3、要 特征 特征 外形図 外形図 IC 的方块图和各端子功能 的方块图和各端子功能 电气特性 电气特性 应用电路例 应用电路例 动作说明 动作说明 各端子功能説明以及動作説明各端子功能説明以及動作説明 8.1 频率抖动功能 频率抖动功能 8.2 VCC 端子端子(7 号端子号端子) 8.3 VINS 端子端子(4 号端子号端子) 8.4 IS 端子端子(3 号端子号端子) 8.5 ICOMP 端子端子(2 号端子号端子) 8.6 VFB 端子端子(6 号端子号端子) 8.7 VCOMP 端子端子(5 号端子号端子) 8.8 GATE 端子端子(8 号端子号端子) 設計上的注意点設計上的注意点 9

4、.1 外围元器件相关 外围元器件相关 9.2 布线设计注意点相关 布线设计注意点相关 / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC CO., LTD. Page.3 概要概要 SSC2001 系列是一种电流连续模式(Continuous Current Mode），效力改善用控制 IC。采用平均电流控 制模式， 使得外围电路构成简单， 元器

5、件少。 固定振荡频率+频率抖动功能可以实现低噪音连续模式(CCM) 的大功率 PFC 系统。 IC 的封装有 DIP8 的 SSC2001D,SOP8 的 SSC2001S 两种。 特征特征 电流连续(CCM)模式 电流峰值低，适用于大功率 平均電流控制模式 无乘法器，不需要检测输入电压，外围元件少，电路构成简单。 PWM+频率抖动功能 PWM 動作频率 65kHz(TYP)固定，内置频率抖动功能。 低噪音使 EMI 滤波电路简单化成为可能。 最大 ON Duty97%(TYP) 高速负载响应(High Speed Response) 误差放大器基準電圧 3.5V(TYP) 带有 AC 输入低

6、电压保护功能 根据外部设定的输入电压，振荡开始/停止。 可以当作 Brown in/out 功能使用。 输出过电压保护(Over Voltage Protection) 逐个脉冲关断门极输出。 过电流保护(Over Current Protection) 2种保護動作 - VIS(OCPL)：检测后下一周期缩小占空比，对功率进行限制。 VIS(OCPH)：逐个脉冲关断门极输出。 输出开环检测(Open Loop Detection) 振荡停止。 SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC CO.

7、, LTD. Page.4 3外形图外形图 SSC2001D - DIP8 Package SSC2001S - SOP8 Package b 8765 1234 c a SC2001 SC2001 SKSK a. 品名标示 Type Number b. Lot 号码 Lot Number 第文字：西暦年号最后一位 1st letter : The last digit of year 第文字：月 2nd letter : Month 19 月：阿拉伯数字 10 月：O 11 月：N 12 月：D (1 to 9 for Jan. to Sept., O for Oct. N for Nov.

8、 D for Dec.) 第 3 文字：製造周 3rd letter : Week 13 阿拉伯数字 Arabic numerals c. 本公司管理号码 Sanken Registration Number 端子材質：Cu Material of terminal: Cu 端子処理：半田 Treatment of terminal:solder plating 製品重量：約 0.51g Weight: Approx. 0.51g SC2001 SC2001 SK SK a. 品名标示(简化): SC2001 Type number(Abbreviation) b. SK、製造 Lot 番号

9、SK, Lot number 第 1 文字：西暦年号最后一位 1st letter : The last digit of year 第 2 文字：製造月 2nd letter : Month 19 月：阿拉伯数字 10 月：O 11 月：N 12 月：D (1 to 9 for Jan. to Sep., O for Oct. N for Nov. D for Dec.) 第 3 文字：製造週 3rd letter : Week 110 日：1 1120 日：2 2131 日：3 c. 本公司MIC Lot最后 3 位、 Pb Free 识别 C mark Three last digits

10、 of MICs lot number, C mark for Pb free recognition. SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC CO., LTD. Page.5 的方块图和各端子功能的方块图和各端子功能 方块图 方块图 各端子功能 各端子功能 端子号码 Terminal No 端子记号 Symbol 名称 Description 功 能 Function 1 GND GND 端子 Ground terminal 地 Ground 2 ICOMP 電流放大器输出端子 Curr

11、ent amplifier output terminal 電流放大器输出 Output of current amplifier 3 IS 电流检测信号输入端子 Current sensing signal input terminal 过电流检测信号输入 Input of over current sensing signal 4 VINS 低输入電圧保护输入端子 Input low voltage protection input terminal 低输入電圧检测信号输入 Input of input low voltage detection signal 5 VCOMP 误差放大器输

12、出端子 Error amplifier output terminal 误差放大器输出/相位校正 Output of error amplifier and phase compensation 6 VFB 输出电压控制信号输入端子 Output voltage control signal input terminal 输出定電圧控制信号/输出过电压信号/ 输出开环检测信号输入 Input of constant voltage control signal and over voltage signal and open loop detection signal 7 VCC 电源端子 P

13、ower supply terminal 控制电路电源输入 Input of power supply for control circuit 8 GATE 门极驱动输出端子 Gate drive output terminal 门极驱动输出 Output of gate drive ICOMP IS VCC VINS GATE VFB GND VCOMP Reg UVLO PWM Logic Over Voltage Protection Protection Ramp Generator OCP（H） Current AMP OCP（L） HSR GATE Driver PWM Logic

14、 PWM Logic Protection Protection Oscillator Error AMP Open-Loop Detection Input Low Voltage Detection OLD ILVD OCP(H) OVP ICOMP IS VCC VINS GATE VFB GND VCOMP Reg UVLO PWM Logic Over Voltage Protection Protection Ramp Generator OCP（H） Current AMP OCP（L） HSR GATE Driver PWM Logic PWM Logic Protection

15、 Protection Oscillator Error AMP Open-Loop Detection Input Low Voltage Detection OLD ILVD OCP(H) OVP VINS GATE VFB GND VCOMP RegReg UVLOUVLO PWM Logic PWM Logic Over Voltage Protection Over Voltage Protection ProtectionProtection Ramp Generator Ramp Generator OCP（H）OCP（H） Current AMPCurrent AMP OCP（

16、L）OCP（L） HSRHSR GATE Driver PWM Logic PWM Logic Protection Protection OscillatorOscillator Error AMPError AMP Open-Loop Detection Open-Loop Detection Input Low Voltage Detection Input Low Voltage Detection OLD ILVD OCP(H) OVP SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC CO

17、., LTD. Page.6 电气特性电气特性 绝对最大规格 (Ta=25) 绝对最大规格 (Ta=25) 推奨動作条件(Ta=25) 推奨動作条件(Ta=25) 規格 Limits 項 目 Parameter 端 子 Terminal 标号 Symbol MIN MAX 单位 Unit 条件 Remarks 接合温度 Junction Temperature Tj -20 115 項 目 Parameter 端 子 Terminal 記 号 Symbol 規 格 値 Ratings 单位 Unit 备注 Conditions VCC端子電圧 VCC Supply Voltage 71 VVC

18、C -0.3+30 V VINS端子電圧 VINS Voltage 41 VVINS -0.3+5 V ICOMP端子電圧 ICOMP Voltage 21 VICOMP -0.3+5 V IS端子電圧 IS Voltage 31 VIS -6+0.3 V I S端 子 流 出 流 入 電 流 IS Current 31 IIS -1+1 mA VFB端子電圧 VFB Voltage 61 VVFB -0.3+5 V V F B端 子 流 出 流 入 電 流 VFB Current 61 IVFB -1 +1 mA V C O M P端 子 電 圧 VCOMP Voltage 51 VVCOM

19、P -0.3+5 V GATE端子電圧 GATE Voltage 81 VGATE -0.3+27 V 動作周囲温度 Operating ambient temperature TOP -20 +125 保存温度 Storage Temperature Tstg -40 +125 接合温度 Junction Temperature Tj -40 +150 SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC CO., LTD. Page.7 控制部分电气特性( 控制部分电气特性(Ta=25) 規 格 値

20、Ratings 項 目 Parameter 端子 Terminal 标号 Symbol MIN TYP MAX 单位 Unit 备注 Remark Start 电路部分电路部分 Start Circuit Section 動作開始電源電圧 Operation start voltage 7-1 VCC（ON） TBD 11.2 TBD V 動作停止電源電圧 Operation stop voltage 7-1 VCC(OFF) TBD 10.2 TBD V VCC 端子電圧迟滞 VCC supply under voltage lockout hysteresis 7-1 VCC(HYS) T

21、BD 0.9 TBD V 起動前电路電流 Circuit current in pre- operation 7-1 ICC(OFF) TBD 100 TBD A 動作時电路電流 Circuit current in operation 7-1 ICC(ON) TBD 7.0 TBD mA 待机時电路电流 Circuit current during standby 7-1 ICC(standby)TBD 4.0 TBD mA 振荡器部分振荡器部分 Oscillator Section 振荡频率 Fixed oscillator frequency 8-1 fosc TBD 65 TBD kH

22、z 最大 ON Duty Max. duty cycle 8-1 DMAX TBD 97 TBD % 最小 ON Duty Min. duty cycle 8-1 DMIN - - 0 % 最小 ON 時間 Min. off time 8-1 tOFFMIN 150 250 350 ns Not tested Characterized by design 保護機能部保護機能部 Protection Section VFB 端子输出开环检测電圧 VFB terminal output open loop detection voltage 6-1 VFB（OLD） TBD 0.55 TBD V

23、 VFB 端子出力過電圧保護電圧 VFB terminal Output over-voltage protection threshold voltage 6-1 VFB（OVP） TBD 3.745TBD V IS 端子過電流保护(High)门槛電圧 IS terminal Over current protection (High) threshold voltage 3-1 VIS（OCPH）TBD -0.75TBD V IS 端子過電流保护(Low)门槛電圧 IS terminal Over current protection (Low) threshold voltage 3-1

24、 VIS（OCPL）TBD -0.5 TBD V VINS 端子输入低電圧保护门槛電圧(L) VINS terminal Input brown-out protection High to Low threshold voltage 4-1 VINS（L） TBD 0.55 TBD V VINS 端子输入低電圧保护门槛電圧(H) VINS terminal Input brown-out protection Low to High threshold voltage 4-1 VINS（H） TBD 1 TBD V VINS 端子入力低電圧保护 Bias 電流 VINS terminal I

25、nput brown-out protection bias current 4-1 IVINS(bias) -1.0 - 0 A 电流环部分电流环部分 Current Loop Section 電流放大器增益 Current amplifier transconductance gain - gmCA TBD 1.1 TBD mS 电流放大器输出電流 Current amplifier output linear range - ICA 50 A Not tested Characterized by design 输出开环時 ICOMP 端子电压 ICOMP voltage during

26、output open loop detection 2-1 VICOMPOLDTBD 4.0 TBD V SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC CO., LTD. Page.8 封装部分电气特性(Ta=25) 封装部分电气特性(Ta=25) 規格値 Ratings 項 目 Parameter 系列 端子 Terminal 标号 Symbol MIN TYP MAX 单位 Unit 测定条件 Measurement Condition SSC2001D (DIP8) TBD 热阻抗 The

27、rmal resistance SSC2001S (SOP8) -a TBD /W Junction-内部 Air 间 Between junction and internal air 規 格 値 Ratings 項 目 Parameter 端子 Terminal 記号 Symbol MIN TYP MAX 単位 Unit 備考 Remark 电压环部分电压环部分 Voltage Loop Section 误差放大器基准电压 Error AMP reference voltage 6-1 VFB(REF)TBD 3.50 TBD V 误差放大器增益 Error AMP transconduc

28、tance gain - gmEA TBD 60 TBD S 误差放大器最大 Source 电流 Error AMP Max. source current in operation 5-1 IVCOMP(SO)TBD -30 TBD A 误差放大器最大 Sink 電流 Error AMP Max. Sink current in operation 5-1 IVCOMP(SK)TBD 30 TBD A 高速负载响应可能 VFB 门槛电压 High speed response enable VFB threshold voltage1 6-1 VFB(HSR)enableTBD 3.4 TB

29、D V 高速负载响应动作 VFB 门槛电压 High speed response active VFB threshold voltage 6-1 VFB(HSR)activeTBD 3.325TBD V 高速负载响应 VCOMP 端子 Source 電流 High speed response VCOMP source current 5-1 IVCOMP(SOHSR)TBD 100 TBD A VFB 输入偏置电流 VFB input bias current 6-1 IFB(bias) - - 1 A 输出开环时 VCOMP 端子電圧 VCOMP voltage during outp

30、ut open loop detection 5-1 VVCOMPOLDTBD 1.03 TBD V 驱动电路驱动电路 Drive circuit Section GATE 電圧（Low） GATE voltage （Low） 8-1 VGATE(L) - - 0.4 V IGATE=20mA GATE 電圧（High） GATE voltage （High） 8-1 VGATE(H) - 10.5 - V VCC=11V, CL=4.7nF GATE 上升时间 GATE rise time 8-1 tr - 100 - ns VGATE =2080 CL=4.7nF GATE 端子下降时间

31、GATE fall time 8-1 tf - 50 - ns VGATE =8020 CL=4.7nF GATE 端子 Peak Source 电流 GATE source current , peak 8-1 IGATE(SO) - -0.5 - A CL=4.7nF GATE 端子 Peak Sink 电流 GATE sink current , peak 8-1 IGATE(SK) - 1.0 - A CL=4.7nF SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC CO., LTD. Pa

32、ge.9 应用电路例应用电路例 図 6-1 SSC2001 应用电路例 D1 R8 R9 F i lter I NP UT C1 L1 D2 R1 8 G ATE 7 V C C 1 G N D 2 I C O MP 3 IS 4 V I NS5 V C O MP 6 VFB C8 C3 C4 R3 R4 C5 C6 R5 C7 R6 R7 Aux i lary supply SSC2001 R2 Q1 C2 G N D V O UT V I NA C Z D1 SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELE

33、CTRIC CO., LTD. Page.10 動作説明動作説明 电流连续模式(Continuous Current Mode )PFC 电路中电感电流为连续动作状态，相同输出功率条件下，同 电流不连续模式(Continuous Current Mode)相比,电感电流峰值变低。 升压用 MOSFET 的电流规格减低，Rds(ON)的损失减少，面向大功率输出有很大的好处。 电感电流的连续性依赖于电感值的大小，轻负载时电流进入非连续模式(DCM),满足高次谐波规格 IEC1000-3-2 的 D Class 要求。 由于 SSC2001 采用平均电流控制模式， 电流连续模式动作中使输入电流波形和

34、输入电压波形相似的正弦波 形化的乘法器、输入检测元件等可以删减，外围元件少，简单的电路构成可。 升压方式的 Off Duty 同输入电压 Vin、输出电压 Vout 有 Doff= VIN/VOUT 关系，OFF 时间同输入电压成比 例。 本 IC 中电流控制和电压控制俩系统结合在一起对 Duty 进行控制的基础上，对输入电流的正弦波和定电压 输出进行控制。 电路控制部分如图 7-3 所示、电感中电流 IL 通过电阻 R1 检测后输入到 IS 端子，通过 IC 内部的电 流放大器(Current Amp)由 ICOMP 端子的电容 C3 进行平均，和电感平均电流成比例关系的 ICOMP 端 子

35、电压形成。该电压和 IC 内部的 Ramp Gain Block 的 Ramp 波形进行比较(如图 7-4),对输入电流进 行正弦波控制。 电压控制部分由输出电压 VOUT 经过分压电阻 R6,R7 进行分压输入到 VFB 端子，通过 IC 内部的误差 放大器(Error Amp)，VCOMP 端子的电容 C5,C6,R5 的电位发生变化，从而调整 Ramp 波形的倾斜度。 例如负载增加等导致 VOUT 下降，VCOMP 电压上升、Ramp 波形的倾斜度变大、ON 幅度变宽使输出功 率增加。 VI N C1 D2 D1 V OUT C2 Q1 R8 R9 G N D R2 C6 4 V I N

36、S 3 IS 2 I C O MP 1 G N D8 G ATE 7 V CC 6 VFB 5 VC O MP R1 L1 C3 C8 C5 R5 C7 R6 R3 R4 SSC2001 R7 Aux i lary supp ly C4 Z D1 Inductor電流電流IL 図 7-2 连续模式的电感电流 I D IL M OSFET Inductor電流 不連続Mode Dra in電流 連続Mode AC input電圧 inductor電流 inductor平均電流 inductor直流重畳電流 GATE output 図 7-1 连续模式和不连续模式电流波形 P W MOFFO NO

37、FFO N I C O MP電圧 fs wfs w 250nS(TYP) tOFF M I N Based on V C O MP Vo ltage,Ra mp Change Ra mp波形 Ra mp波形Reset 図 7-4 Ramp 波形 図 7-3 外围电路 SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC CO., LTD. Page.11 各端子功能说明和动作说明各端子功能说明和动作说明 频率抖动功能 频率抖动功能 本 IC 的固定振荡频率为 65kHz(TYP)，根据 Duty 的不同，

38、内置频率抖动功能。 Duty 大(输入电压低)时频率变化大，Duty 小时(输入电压高)频率变化小。变频后的第二次振荡频率在 EMI 规格中 150kHz 以下时常可变，将噪音分散、低减，可以简化 EMI 噪音滤波电路。 VCC 端子（号端子） VCC 端子（号端子） VCC 端子是控制电路电源输入端子，通过外部电源对其进行供电。图 8-1 所示，Vcc 端子电压达到动作开 始电压：VCC(ON)= 11.2V(TYP)，控制电路动作开始。当电压降到 VCC(OFF)= 10.2V（TYP）以下时，低输入 动作禁止电路(UVLO)动作，控制动作停止，再次回到动作开始前状态。VCC 端子控制电压

39、范围很广 10.2V(TYP)30V(MAX)、可以广范围设置外部電源電圧的许容值。 如图 8-2 中所示如果出现 C8 的实装位置离 VCC 端子的距离较远，为了防止因噪音引起误动作，请在 IC 附 近插入 Cf(0.1uF 薄膜电容) 电源起动时的输入电压满足以下条件， VCC端子电压达到VCC(ON)电压后， “8.7 VCOMP端子 Soft Start” 描述 Soft Start 动作开始。 ”8.3 VINS 端子”章节中 VINS 端子电压 VINS(H)= 1.0V(TYP) ”8.6 VFB 端子 输出开环检测”章节中输出电压 Vout 值在设定值的 16%以上 Vcc I

40、cc 10.2V(TYP) 7 m A(TYP) 100u A(TYP) 11.2V(TYP) I C C( O N) I C C( OFF) V C C( OFF)V C C( O N) 図 8-1 起动时 Vcc 端子电压波形 8 G ATE1 G N D 2 I C O MP 3 IS 4 V I NS5 V C O MP 6 VFB CfC8 7 VCC SSC2001 Aux i lary supp ly 図 8-2 Vcc 端子外围电路 SSC2001 APPLICATION NOTE May, 2008 Ver. 0.1 Copy Right: SANKEN ELECTRIC C

41、O., LTD. Page.12 C1 L1 VI N 8 G ATE 7 V C C 1 G N D 4 V I NS 3 IS 2 IC O MP R2 6 VFB 5 V C O MP C2 D1 R1 Q1 R8 R9 SSC2001 C3 Z D1 inductor電流電流IL 图 8-4 IS 端子、VFB 外围电路 端子（号端子） 端子（号端子） Vin 端子监视输入电压，如果输入电压低 IC 振荡停止 (Brown in/Brown out 功能)、防止输入电压低时过输入电流、 过热等。 如图 8-3 所示，通过外围电阻 R3、R4 进行分压、VINS 端子 电压为： VINS 端子输入低電圧保护门槛電圧(H)： 当电压在 VINS(H)= 1.0V(TYP)以上，控制电路动作 VINS 端子输入低電圧保护门槛電圧(L)： 当电压在 VINS(L)=