WS2283 Product Description 开关电源控制器集成电路 特点 概述 � Burst Mode 功能 WS2283 是一款高集成度、高性能的电流模式 PWM 控制器芯片。 � 低启动电流（5uA） 适用于电源适配器等中小功率的开关电源设备。 � 低工作电流（1.8mA） 为了降低待机功耗，满足更高的绿色环保标准，芯片提供了脉冲 � 内置前沿消隐 � 内置同步斜坡补偿 � 内置软启动 � 固定 65kHz 开关频率 � 逐周期电流限制保护（OCP） � VCC 过压嵌位保护 � 低电压关闭功能（UVLO） � 过载保护（OLP） � OTP、OVP 关断 Latch � 栅驱动输出电压嵌位（13.8V） � 频率抖动功能 � 可通过外部 Zener 调节 OVP 电压 � 待机功耗小于 100mW 模式（Burst Mode）功能、极低的启动电流和工作电流。脉冲模 式即在轻载或者无负载情况下，WS2283 可以线性地降低芯片的 开关频率，因此减少开关的损耗；同时通过优化设计，WS2283 具有极低的启动电流和工作电流，不仅有利于启动电路设计，而 且启动电路中可以使用大阻值的启动电阻，以降低功耗，提高功 率转换效率。WS2283 内置的同步斜坡补偿电路，防止 PWM 控 制器在高占空比工作时候可能产生的谐波振荡。WS2283 在电流 采样输入引脚端内置了前沿消隐功能，能有效去除电流反馈信号 中的毛刺。有助于减少外部元器件数量，降低系统的整体成本。 WS2283 提供了多种全面的可恢复保护模式，其中包括：逐周期 电流限制保护（OCP）、过载保护（OLP）、VCC 电压的过压嵌 位、以及低压关闭（UVLO），还提供了 OTP 和 OVP 关断 latch。 其中，为了更好的保护外部 MOSFET 功率管，栅极驱动输出电 压被嵌位在 1.38V。WS2283 在图腾柱栅极驱动输出端使用了频 应用领域 率抖动技术和软开关控制技术，可以很好的改善开关电源系统的 通用的开关电源设备以及离线 AC/DC 反激式电源转换 EMI 性能。通过优化设计，当芯片的工作频率低于 20KHz 的情况 器： 下，音频能量可以降低到最小值。因此，音频噪声性能可以获得 � 电源适配器 很大的改善。WS2283 芯片可以作为线性电源或者 RCC 模式电 � 机顶盒电源 源的最佳替代产品，从而提高开关电源系统的整体性能，并有效 � 开放式开关电源 地降低系统成本。WS2283 提供 SOT23-6 的封装形式。 � 电池充电器 W/T-Y041-Rev.A/0 Apr.2014 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Copyright@Winsemi Microelectronics Co., Ltd., All right reserved. WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 0214 WS2283 Product Description 典型应用图 V+ L EMI Filter N V- 1 2 3 GND G a te FB VCC RT CS 6 5 4 引脚定义与器件标识 WS2283 提供了以及 6-Pin 的 SOT23-6 封装，顶层如下图所示： 6 1 6 GND FB RT 2 SO T2 3 -6 5 83:WS2283 G AT E Y:年代码 0-9) 83 YM F VCC M:月代码 (1-12) F: 工厂编号 4 3 CS 1 SO T23-6 引脚功能说明 引脚名 /SOT23-6 引脚号 DIP8 DIP8/SOT23-6 引脚类型 GND 1 地 功能说明 地 反馈输入引脚。其输入电平值与 4 脚的电流侦测值共同确定 PWM FB 反馈输入 2 控制信号的占空比。如果 FB 端的输入电压大于设定的阈值电压， 则内部的保护电路会自动关断 PWM 输出。 接 NTC 电阻到地，实现过温保护 Latch 功能；或者接一个 Zener RT 3 过温保护设定 CS 4 电流监测 电流监测反馈输入引脚。用于判断是否达到限流值。 VCC 5 电 电源 GATE 6 驱动输出 源 到 VCC，调节 OVP 电压。 图腾柱栅极驱动输出引脚。用于驱动外接的 MOSFET 开关管 W/T-Y041-Rev.A/0 Apr.2014 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Copyright@Winsemi Microelectronics Co., Ltd., All right reserved. WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 0214 WS2283 Product Description 电路内部结构框图 Internal Reference Trim m e d Voltage/ Current Reference GND 1 So ft Driver 6 G a te Inter 5 V su p p ly P O R M ode Select FB RT 2 OLP Timer L o g ic Fault Management regulator UVLO 5 Vcc_ O VP O YP/ OVP 3 VCC LEB 4 CS So ft Start 订购信息 封装形式 芯片表面标识 采购器件名称 6-Pin SOT23-6, Pb-free 83YMF WS2283YP（SOT23-6） 推荐工作条件 参数 值 单位 VCC供电电压 10~32 V 操作温度TA -20~85 ℃ 极限值 单位 32 V FB 引脚输入电压（FB） -0.3~7 V SENSE 引脚输入电压 （VSENSE） -0.3~7 V RI 引脚输入电压 （VRT） -0.3~7 V 操作节点温度 （TJ） -20~150 ℃ 保存温度 （TSTG） -40~150 ℃ VCC clamp 电压 （VCV） 33 V VCC DC clamp 电流 （ICC） 10 mA 极限参数 参数 DC 供电电压（VCC） 注意：超过上表中规定的极限参数会导致器件永久损坏。不推荐将该器件工作在以上极限条件，工作在极限条件以上，可能会影响 器件的可靠性。 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 3/9 WS2283 Product Description ESD 参数 符号 参数 值 单位 VESD_HBM 人体模型 3000 V VESD_MM 机器模型 300 V 电气特性参数 (如无特殊说明，VCC=16V，TA=25℃) Supply Voltage (VCC) symbol parameter Test condition Min VCC_OP Operation voltage UVLO_ON Turn on threshold Voltage 8.5 UVLO_OFF Turn-off threshold Voltage 13.5 I_VCC_ST Start up current VCC=13V I_VCC_OP Operation Current VFB=3V Vpull_up Pull-up PMOS active VCC_Clamp VCC Zener Clamp Voltage Vlatch_release Latch release voltage Typ Max Unit 32 V 9.2 9.9 V 14.4 15.3 V 5 20 uA 1.8 2.5 mA 16 IVCC=10mA 32 33.7 V 36 5 V V Feedback Input Section VFB_Open VFB Open Loop Voltage 3.8 Avcs PWM input gain ΔVfb/ΔVcs Vref_green The threshold mode Vref_burst_H 4.2 5.0 V 2 V/V 2.1 V The threshold exit burst mode 1.3 V Vref_burst_L The threshold enter burst mode 1.2 V IFB_Short FB Pin Short Current VTH_PL Power limiting FB Threshold TD_PL Power limiting Debounce ZFB_IN Input Impedance Max_Duty Maximum duty cycle enter green FB Shorted to GND 0.32 0.4 0.48 3.7 80 88 V 96 16 75 80 mA ms kΩ 85 % Current CS Section SST Soft Start time 4 ms TLEB Leading edge Blanking Time 220 ns ZCS Input impedance 40 kΩ TD_OC OCP control delay GATE with 1nF to GND 120 ns VTH_OC OCP threshold FB＝3.35V Vocp_clamping 0.75 0.80 0.85 V 0.9 0.95 1.0 V 60 65 70 khz Oscillator Section Fosc Normal Oscillation Frequency Fosc_BM Burst mode frequency WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I 22 M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 VCC=14V,FB=3V, CS=0.3V WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I khz M ICROELECTRON ICS 4/9 WS2283 Product Description Frequency variation temp. Deviation Frequency variation VCC ∆f_temp ∆f_VCC versus versus TEMP = -20 to 85℃ 1 % VCC = 12 to 25V 1 % F_shuffling Shuffling Frequency 32 Hz ∆f_OSC Frequency Jittering ±4 % GATE Output Section VOL Output voltage Low VCC = 14V, Io = -5mA VOH Output voltage high VCC = 14V, Io = 20mA VClamp Output clamp voltage Tr Rising time Tf Falling time 1 8 GATE with 1nF to GND， Gate 从 1~12V GATE with 1nF to GND， Gate 从 12~1V V V 13.8 V 175 ns 85 ns Over temperature protection IRT Output current of RT pin Votp Threshold voltage for OTP Td_OTP OTP debounce time 16 Cycle VRT_FL Float voltage at RT pin 2.3 V Vth_OVP External OVP threshold voltage 4 V WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I 93 100 107 uA 0.95 1 1.05 V M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 5/9 WS2283 Product Description 典型特征参数 Vth_otp(V)vs Temperatur( 。 C) 5 .0 1 .0 2 4 .5 1 .0 1 Vth_otp(V) Istartup(uA) 。 Istartup(uA) vs Temperature ( C ) 4 .0 3 .5 1 .0 0 0 .9 9 0 .9 8 3 .0 -40 -4 0 0 40 80 120 。 Temperature ( C ) 80 。 Temperatur( C) 120 1 4 .8 0 UVLO(OFF)(V) 9 .5 0 9 .3 0 9 .1 0 8 .9 0 8 .7 0 -4 0 0 40 80 1 4 .6 0 1 4 .4 0 1 4 .2 0 1 4 .0 0 -4 0 120 0 80 120 Fose(KHz)vs Temperature( 。 C ) V th _ O C ( V ) v s d u ty ( % ) 6 4 .0 0 .9 5 6 3 .8 Fose(KHz) 1 .0 0 0 .9 0 0 .8 5 6 3 .5 6 3 .3 6 3 .0 0 .8 0 0 14 28 42 56 -40 70 M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I 0 40 80 120 。 Temperature( C ) D u ty ( % ) WIN SEM I 40 。 Temperature( C ) 。 Temperature( C ) Vth_OC(V) 40 UVLO(OFF)(V) vs Temperature( 。 C ) UVLO(ON)(V)vs Temperature(。C ) UVLO(ON)(V) 0 M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 6/9 WS2283 Product Description 功能描述 出。其他情况下，栅极驱动输出保持长关的状态以减少功耗， WS2283 是一款高集成度、高性能的电流模式 PWM 控制器芯片。 从而尽可能地减少待机功耗。高频开关的特性也减少了工作时 适用于电源适配器等中小功率的开关电源设备与开关电源转 的音频噪声。 换器。极低的启动电流与工作电流、以及轻载或者无负载情况 下的 burst mode 功能，都能有效的降低开关电源系统的待机 5、振荡器 功耗，提高功率转换效率。内置的同步斜坡补偿、反馈引脚的 WS2283 的频率固定在 65kHz，因此可以省去频率设定元件。 前沿消隐等功能不仅能减少开关电源系统的元器件数目，还增 加了系统的稳定性，避免谐波振荡的产生。WS2283 还提供了 6、电流检测和前沿消隐 多种全面的可恢复保护模式。主要特点功能描述如下。 WS2283 内 部具 有逐 周电 流限 制（ Cycle-by-Cycle Current Limiting）功能。开关电流通过检测电阻输入到 CS 引脚。引 1、启动电流和启动控制 脚 内 部 的 前 沿 消 隐 电 路 可 以 消 除 MOSFET 开 启 瞬 间 由 于 WS2283 的启动电流设计得很小（5uA），因此 VCC 能很快充电 snubber 二极管反向恢复造成的感应电压毛刺，因此 CS 输入 上升到脱离 UVLO 的域值电压以上，器件可以实现快速启动。 端的外接 RC 滤波电路可以省去。限流比较器在消隐期间被禁 大阻值的启动电阻可以被用来减少功耗，并且在应用中可以简 止而无法关断外部 MOSFET。PWM 占空比由电流检测端的电压和 化启动电路的设计，实现可靠的启动。对于一个典型的通用的 FB 输入端的电压决定。 AC/DC 电源适配器设计（输入电压范围 90VAC-264VAC） ，一个 2MΩ，0.125W 启动电阻可以和一个 VCC 电容一起提供快速和 7、内部同步斜坡补偿 低功耗的启动设计方案。 PWM 产生过程中，内置的斜坡补偿电路可以在电流检测输入端 的电压基础上叠加斜坡电压。这极大地增强了 CCM 下闭环的稳 2、工作电流 定性，避免了谐波振荡，减少了输出纹波电压。 WS2283 具有很低的的工作电流（1.8mA）。低工作电流，以及 burst mode 控制电路可以有效地提高开关电源的转换效率； 并且可以降低对 VCC 保持电容的要求。 8、栅极驱动 WS2283的GATE引脚连接到外部MOSFET的栅极以实现开关 控制。太弱的栅驱动强度会导致过大的开关损失，而太强的 3、软启动 驱动会产生过大的EMI。WS2283通过内建图腾柱栅极驱动电 WS2283 内置 4ms 软启，当 VCC 达到 UVLO(OFF)以后，CS 端的 峰值电压将逐渐从 0.15V 增大到最大值，实现软启动。每一次 重启都会伴随软启动。 路的优化设计，实现了输出强度和死区时间控制两者之间的 良好折中。从而可以更容易的设计出理想的低待机损耗和 EMI系统。WS2283还在栅极驱动输出端内置了13.8V的嵌位电 路，有效地保护了外接MOSFET开关管。 Burst Mode 4、脉冲模式（Burst Mode） 在无负载或者轻负载的情况下，开关电源中的大部分功耗来自 于 MOSFET 的开关损耗、变压器的磁芯损耗、以及缓冲电路的 损耗。功耗的大小与一定时间内 MOSFET 的开关次数成正比。 减少开关次数也就减少了功耗，节约了能源。WS2283 内置的 Burst Mode 功能，可以根据负载情况自动调节开关模式。当 系统处于无负载或者轻/中负载下，FB 端的输入电压会处于脉 冲模式（Burst Mode）的阈值电压之下。根据这个判断依据， 器件进入脉冲模式控制。栅极驱动输出端只有在 VCC 电压低于 预先设定的电平值，或者 FB 输入端被激活的情况下才会有输 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I 9、保护控制 WS2283 提供了全面的保护特性，系统可以获得最高可靠性。 其中包括逐周限流保护（OCP），过载保护（OLP），片上 VCC 过压嵌位以及低压关断（UVLO）。此外，还提供了 OTP 和 OVP 关断 latch。在输出过载的情况下，FB 输入电压超过功率限制 阈值大于 TD_PL 时，控制电路将关断 MOSFET 输出。当 VCC 低 于 UVLO 门限电压时器件重启。VCC 高于阈值时将嵌位。当 VCC 低于 UVLO 门限的时候，MOSFET 被关断，器件随后进入上电启 动程序。 M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 7/9 WS2283 Product Description SOT23-6 封装外观图 U n it:m m A C2 B1 B θ1 θ B2 A2 R C D R1 θ2 C1 θ3 R2 D1 D3 D2 A1 Winsemi Dimensions in Millimeters Symbol Dimensions in Inches Min Max Min Max A 2.72 3.12 0.107 0.123 B 1.40 1.80 0.055 0.071 C 1.00 1.20 0.039 0.047 A1 0.90 1.00 0.035 0.039 A2 0.30 0.50 0.012 0.020 B1 2.60 3.00 0.102 0.118 B2 0.119 0.135 0.005 0.005 C1 0.03 0.15 0.001 0.006 C2 0.55 0.75 0.022 0.030 D 0.03 0.13 0.001 0.005 D1 0.30 0.60 0.012 0.024 D2 0.25TYP D3 0.60 0.01TYP 0.70 0.024 0.028 W/T-Y041-Rev.A/0 Apr.2014 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Copyright@Winsemi Microelectronics Co., Ltd., All right reserved. WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 0214 WS2283 Product Description 注意事项 1.购买时请认清公司商标，如有疑问请与公司本部联系。 2.在电路设计时请不要超过器件的绝对最大额定值，否则会影响整机的可靠性。 3.本说明书如有版本变更不另外告知。 联系方式 深圳市稳先微电子有限公司 公司地址：深圳市福田区车公庙天安数码城创新科技广场二期东座 1002 邮编： 518040 总机：+86-755-8250 6288 传真：+86-755-8250 6299 网址：www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS www.winsemi.com WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Tel : +86-755-8250 6288 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS Fax : +86-755-8250 6299 WIN SEM I M ICROELECTRON ICS WIN SEM I M ICROELECTRON ICS 9/9