WS2596B Product Description WS2596B 高效充电器控制芯片 特点 低待机功耗<75mw 低启动电流<1uA 高效率(满足能效六要求) 内置随机频率抖动 内置前沿消隐 逐周期限流保护 VCC 欠压锁定和过压保护 ±5% CC、CV 精度 良好的动态特性(10%--任意负载) CS 引脚和 CS 电阻开路/短路保护 FB 上下分压电阻开路/短路保护 芯片 GND 开路保护 输出过压保护 输出电压过低保护 过温保护 智能温度调节(温度过高时，输出功率降低) 次边肖特基二极管短路保护 变压器饱和保护 CS 双峰值技术，避免音频噪声 斜坡驱动技术，减小驱动损耗 外部可编程的 cable 补偿，提高 CV 精度 内置线电压补偿，提高 CC 精度 内置 BJT SOP-7 封装 概述 WS2596B采用原边控制技术，待机功耗小于75mW，效率 全面达到能效六要求。内置了线损补偿和峰值电流补偿，使得 在全电压/负载范围内都能提供精准的恒压和恒流模式；采用 PFM控制，并且带有随机频率抖动功能，减小了系统的EMI； 采用双峰值技术，轻载和空载时降低CS峰值，避免了音频噪声； 全面的保护功能；采用WS2596B来设计系统，可以省去光耦， 次级反馈控制电路，环路补偿，降低系统成本。 WS2596B提供SOP7封装。 应用领域 手机、平板电脑等消费电子的充电器或适配器 LED 驱动电路 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS Copyright@Winsemi Microelectronics Co., Ltd., All right reserved. WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS A2 0318 WS2596B Product Description 典型应用图 引脚定义与器件标识 WS2596B 提供了 7-Pin 的 SOP7 封装，顶层如下图所示： WS2596BS7P：Product Code A：产品编码 X：内部代码 BCY：内部品质管控代码 YMX：D/C SOP7 封装引脚功能说明 引脚名 引脚号 FB 1 反馈输入端 CS 2 电流采样输入端 VCC 3 芯片供电电源 E 4 内置 BJT 的发射极 C 5/6 GND 7 WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI 功能说明 内置三极管的集电极 芯片接地端 MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 2/8 WS2596B Product Description 电路内部结构框图 订购信息 封装形式 芯片表面标识 采购器件名称 7-Pin SOP-7,Pb-free WS2596BS7P WS2596BS7P 参数 值 单位 供电电压 （VCC） 7~18 V 操作温度 -20~85 ℃ 推荐工作范围 极限参数 参数 极限值 单位 供电电压 （VCC） 30 V 反馈引脚电压 （FB） -40~10 V 其他引脚电压 （CS，E，OUT） -0.3~7 V OUT 端的输出电流 内部限定 A 工作结温 150 ℃ 存储温度 -65~150 ℃ 结到环境的热阻 250 ℃/W VCBO 700 V VCEO 450 V ICM 400 mA 注1：最大极限值是指超出该工作范围，芯片有可能损坏。推荐工作范围是指在该范围内，器件功能正常，但并不完全保证满足个 别性能指标。电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数规范。对于未给定上 下限值的参数，该规范不予保证其精度，但其典型值合理反映了器件性能。 WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 3/8 WS2596B Product Description ESD 参数 符号 参数 值 单位 VESD_HBM 人体模型 2000 V VESD_MM 机器模型 200 V 电气特性参数 条件：VCC=15V,T=25℃.(除非特别注明) 参数 符号 开启电压 条件 最小值 典型值 最大值 单位 UVLO_on 14 16.3 18 V 欠压保护阈值 UVLO_off 3.4 4.2 5 V VCC 过压保护 VCC_OVP 18.7 V VCC 钳位 VCC_clamp 18.1 V VCC 钳位电流 I_clamp 5 mA 启动电流 Istart VCC=Vstu-0.5V 0.2 供电电流 IVCC Static 500 输出电流源 Isourceh CS=0.4V 输出电流源 Isourceh CS=0V 10 mA 输出电流源，Vcs>Vocp80% Isourcel Vout=2V 2.1 mA Sink 电流 Isink VCC=15V OUT=1V 250 mA 启动部分 3 uA uA 驱动部分 34 40 46 mA 电流采样部分 CS 比较器比较阈值 Vocp 80%CS 比较阈值 Vocp80% CS 比较器比较阈值 Vocp 80%CS 比较阈值 Vocp80% 肖特基短路阈值 负载>40%满载 480 500 520 mV 430 mV 330 mV 280 mV FOCP 1.5 V 前沿消隐时间 Tleb 800 ns 最大关断时间 Toff_max 18 ms 负载<30%满载 反馈部分 采样与保持参考阈值 Vs&href 输出过压保护 FB_OVP 输出过压保护延时 TD_OVP 输出低压保护 3.94 4 4.06 V 6 V 6 CLK FB_UVP 2.4 V 输出低压延时 TD_UVP 64 ms 异常保护 FB_abnor -1.2 V 输入阻抗 Z_FB 1.5 MΩ - V 连续 6 周期 Vfb@switch on 功率管部分 开关管最大耐压 IOC=1mA IOC=1mA 700 开关管饱和压降 Ioc=300mA Ioc=300mA 350 最大集电极电流 1 V 400 mA 温度部分 智能温控起点 Tz 输出功率开始下降 133 ℃ 过温保护 Totp 关断重启 150 ℃ WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 4/8 WS2596B Product Description 功能描述 则 Vaux 启动电路和欠压锁定 Naux (Vo Vd ) Ns Vd 是次边二极管的正向导通 压降而 开始时，电路由高压直流母线通过启动电阻对VCC脚的 因此通过检测VFB使得恒定在4V，则输出也就恒定了。 电容充电。当VCC冲到16.3V，电路开始工作。电路正常工作 以后，电路的供电主要由辅助绕组提供，若工作过程中VCC 端电压低于4.2V，控制电路将关闭输出，又开始新一轮的重启 过程。 恒定的原边峰值电流 系统通过一个电流采样电阻Rcs进行原边电流ip(t)的采 样，当功率管打开时，电流线性上升，满足下式： dip (t ) Vg (t ) dt Lm 辅助端电压波形 （1） Lm 为原边的电感量 次级电压与输出电压相差一个二极管压降，而这个压降的 大小取决与流过二极管的电流，如果每次采样时流过二极管的 电流相等，则二极管的压降也是恒定的，因此在二极管开的2/3 时进行电压的采样，采样后通过调节二极管关的时间来调节输 出电压，使其恒定。 恒流（CC）模式 原边电流波形 如上图所示，当ip(t)上升到Ipk时，功率管关闭，恒定的峰 值电流为： Ipk Vcs Rcs （2） ，Vcs 内部恒定为 0.5V 在单个周期内存储在原边电感中的能量为： Eg 次边的电流波形 1 Lm Ipk 2 2 在CC模式下，CC环路的控制是通过对电容的重放电来保 （3） 持次级二极管的“开”时间Tons和次级二极管的“关”时间Toffs 因此能够从输入传到输出的功率为： P 在一个固定的比例完成的，其比例为： 1 Lm Ipk 2 f sw 2 （4） f sw 为开关频率，当 Ipk 恒定时，输出功率取决于开关频率。 Tons 1 Toffs 1 而输出电流Iout与次级峰值电流Ipks的关系为： 恒压（CV）模式 在恒压模式中，WS2596B通过检测FB端的电压来进行调 节，使系统的输出电压恒定。当功率管关闭时，辅助端和次级 的电压满足： Vaux Vs Naux Ns 而 Vs Vo Vd WINSEMI 1 Tons Ipks 2 Tons Toffs Np Ipk Ns Ipks 因此输出电流为： Iout MICROELECTRONICS www.winsemi.com Iout WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI 1 Np Tons 1 Np Ipk Ipk 2 Ns Tons Toffs 4 Ns MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 5/8 WS2596B Product Description 芯片会进入低压保护状态，关闭脉冲，进入自动重启。 Cable 补偿 智能温控与 OTP WS2596B通过内部RC滤波的方式，对副边导通时间的占 空比(Tons/T)进行侦测，滤波电阻、电容为内置。Tons/T越大， 表示负载越大，芯片内部会从FB引脚拉走电流越大，通过反 当芯片结温达到133度时，芯片内部智能温控开始起作用， 随着温度升高，系统输出功率降低，直到新的平衡点。 馈环路使得输出电压也越高。通过改变R2和R3的阻值，可以 当结温达到150度时，芯片发生OTP保护，进入自动重启 对Cable补偿的量进行调节,R3阻值越大，补偿量越大。 模式。 前沿消隐 引脚开关路保护 WS2596B内置了丰富的引脚开短路保护：GND引脚开路 当功率管打开时，在采样电阻上将会产生一个尖峰脉冲， 为了防止产生误关断，内部带有前沿消隐功能，限流比较器在 保护；CS引脚开短路保护；CS电阻开短路保护；FB上下分压 消隐期间被禁止而无法关断外部功率管。 电阻开短路保护等。当因制程原因导致以上异常时，芯片立即 保护，不会损坏系统元件和后级负载。 CCM 保护 WS2596B工作在断续导通模式（DCM），为了防止系统 次边肖特基短路与变压器饱和保护 进入CCM模式，WS2596B在每个周期检测FB端信号的下降 沿，如果FB端电压没有低于0.1V，输出将不会被打开。 当次边肖特基短路或者变压器饱和时，会导致CS峰值的快 速上升，当芯片侦测到CS峰值大于1.5V时，芯片会关闭输出脉 冲，进入自动重启。 VCC 过压保护和钳位 当原边开启时，如果FB电压>-1.2V，芯片也会进入自动重 当VCC电压达到17.9V时，WS2596B芯片内部会启动一 启的保护模式。 个5mA的钳位电流，使得VCC电压不在上升，避免因漏感过 大等因素导致的VCC随负载变化而错误触发VCC_OVP；当输 CS 双峰值 出电压过高，辅助绕组提供的电流大于5mA，导致VCC达到 18.7V时，芯片会关闭输出脉冲，进入自动重启模式，直到异 当系统工作于重载时，CS阈值为500mv，当系统工作于轻 载和空载时，CS峰值下降到330mv，以避免音频噪声。 常 解 除 。 合 理 的 设 置 正 常 工 作 时 的 VCC 电 压 ， 可 以 利 用 斜坡驱动技术 VCC_OVP来精确设置输出过压保护。 由于三极管是电流放大器件，其集电极电流与基极电流具 输出过压保护 有一定的比例关系，WS2596B工作于断续模式，原边刚导通时， 当输出电压过高使得FB>6V(连续出现6个开关周期)或者 集电极电流会从0开始上升，为了降低驱动损耗，base电流会 VCC>18.7V时，芯片会进入过压保护状态，关闭脉冲，进入 从12mA开始，然后随CS电压上升，base电流同比例增加，当 自动重启。 CS电压达到430mv时，base电流上升至40mA。 输出低压保护 随机频率抖动 WS2596B内置了随机频率抖动，以减小系统的EMI。 当输出电压低于设定值的60%且持续时间超过64ms时， WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 6/8 WS2596B Product Description SOP7 封装外观图 Winsemi Dimensions in Millimeters Symbol Dimensions in Inches Min Max Min Max A 4.70 5.10 0.185 0.201 B 3.70 4.10 0.146 0.161 C 1.30 1.50 0.051 0.059 A1 0.35 0.48 0.014 0.019 A2 1.27TYP 0.05TYP A3 0.345TYP 0.014TYP B1 5.80 B2 6.20 0.228 5.00TYP 0.244 0.197TYP C1 0.55 0.70 0.022 0.028 C2 0.55 0.70 0.022 0.028 C3 0.05 0.225 0.002 0.009 C4 0.203TYP 0.008TYP D 1.05TYP 0.041TYP D1 WINSEMI 0.40 MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI 0.80 MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI 0.016 MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS 0.031 WINSEMI MICROELECTRONICS 7/8 WS2596B 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 WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 8/8