WS2297B Product Description 开关电源转换器集成电路 概述 特点 WS2297B 是一款高集成度、高性能的电流模式 PWM 转 低启动电流（4uA） 低工作电流（正常 1.7mA，空载 0.9mA） 极低的待机功耗 电流模式工作 了脉冲模式（Burst Mode）功能、极低的启动电流和工作电流。 专利的最优化降频与抖频性能 脉冲模式即在轻载或者无负载情况下，WS2297B 可以线性地 次边肖特基短路保护 降低芯片的开关频率，因此减少开关的损耗；空载节能的专利 逐周期电流限制保护（OCP） 技术，使得 WS2297B 可以轻易实现低于 75mw 的待机功耗， CS 开路保护 并使效率能优于能效六的要求。 内置过温保护（OTP） 软启动功能（Soft-start） 抖频范围不会随频率等比例降低，从而使得系统在中、轻载时 内置 VDD 过压保护和嵌位 EMI 得以有较大改善。此外 WS2297B 具有极宽的工作电压范 低电压关闭功能（UVLO） 围(7.7V-34V)，大大方便了变压器的设计和系统的兼容性。 宽的工作电压范围(7.7V-34V) WS2297B 内置的同步斜坡补偿电路，防止 PWM 控制器 栅驱动输出电压嵌位（13V） 在高占空比工作时候可能产生的谐波振荡。WS2297B 在电流 软驱动功能（Soft-driver） 采样输入引脚端内置了前沿消隐功能，能有效避开电流反馈信 频率抖动功能 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 恒定输出功率限制 本。 过载保护（OLP） 换器芯片。适用于电源适配器等中小功率的开关电源设备。 为了降低待机功耗，满足更高的绿色环保标准，芯片提供 WS2297B 优化了降频与抖频的关系曲线，在频率降低时， WS2297B 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）、过温保护 （ OTP ）、 VDD 电 压 的 过 压 保 护 和 嵌 位 、 以 及 低 压 关 闭 应用领域 （ UVLO ）、 次 边 肖 特 基 短 路 保 护 ； 为 了 更 好 的 保 护 内 置 MOSFET 功率管，栅极驱动输出电压被嵌位在 13V。 开关电源设备以及离线 AC/DC 反激式电源 转换器： WS2297B在图腾柱栅极驱动输出端使用了频率抖动技术 电源适配器 和软开关控制技术，可以很好的改善开关电源系统的EMI性能。 机顶盒电源 通过优化设计，在芯片的工作频率低于20KHz的情况下，音频 开放式开关电源 能量可以降到最小值。因此，音频噪声性能可以获得很大的改 电池充电器 善。 WS2297B芯片可以作为线性电源或者RCC模式电源的最 佳替代产品，从而提高开关电源系统的整体性能，并有效地降 低系统成本。 WS2297B 提供 7-Pin 的 DIP-7 的封装形式。 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS Copyright@Winsemi Microelectronics Co., Ltd., All right reserved. WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS A3 1223 WS2297B Product Description 典型应用图 引脚定义与器件标识 WS2297B 提供了 7-Pin 的 DIP-7 封装，顶层如下图所示： WS2297BD7P：Product Code A：产品编码 X：内部代码 BCY：内部品质管控代码 YMX：D/C 引脚功能说明 引脚名 引脚号 引脚类型 NC 1 NC VDD 2 电 源 功能说明 悬空引脚 电 源 反馈输入引脚。其输入电平值与4脚的电流监测值共同确定PWM控制信号的 FB 3 反馈输入 占空比。如果FB端的输入电压大于某个设定的阈值电压，则内部的保护电路 会自动关断PWM输出。 CS 4 DRIAN 5/6 GND 7 WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com 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。 内置功率 内置功率管的漏极，与变压器的原边相连。 管的漏极 地 WINSEMI 地 MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 2/9 WS2297B Product Description 电路内部结构框图 GND VD D 5 .5 V In te rn a l su p p l y U VL O VDD_OVP VD D _ l o w O SC VD D _ l o w DRAIN OLP Bu rst mo d e FB So ft d ri ve r Logic VD D _ l o w OTP OVP 1V I_ sa ve Sl o p e co mp CS CS 100u PW M L EB 2.5V OCP clamp OTP SBD sh o rt 订购信息 封装形式 芯片表面标识 采购器件名称 7-Pin DIP-7, Pb-free WS2297BD7P WS2297BD7P 输出功率表 230VAC±15% 85-265VAC Adapter1 Adapter1 24W 18W 产品 WS2297B 注意：以上数据是在环境温度50℃左右，散热足够的适配器中测得。 推荐工作条件 符号(symbol) 参数（parameter） 值（value） 单位（unit） VDD VDD 供电电压 10~30 V TA 操作温度 -20~85 ℃ WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 3/9 WS2297B Product Description 极限参数 符号(symbol) 参数（parameter） 极限值 单位（unit） VDD DC 供电电压 34.5 V VFB FB 引脚输入电压 -0.3~7 V VSENSE SENSE 引脚输入电压 -0.3~7 V VDRAIN DRAIN 引脚电压 -0.3~650 V TJ 工作结温 -20~150 ℃ TSTG 保存温度 -40~150 ℃ VCV VDD 嵌位电压 35.5 V ICC VDD DC 嵌位电流 10 mA 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。 ESD 参数 符号(symbol) 参数（parameter） 值（value） 单位（unit） VESD-HBM 人体模型 3 KV VESD-MM 机器模型 300 V 电气特性参数 Supply Voltage (VDD) symbol parameter Test condition Min Typ Max Unit 34 V VDD_OP Operation voltage UVLO_ON Turn on threshold Voltage 7.2 8.1 9.0 V UVLO_OFF Turn-off threshold Voltage 14.0 15.0 16.0 V I_VDD_ST Start up current 4 10 uA I_VDD_OP Operation Current 1.7 2.5 mA VDD=13V VDD=16V, VFB=3V GATE with 1nF to GND VDD_OVP VDD_Clamp VDD Zener Clamp Voltage IVDD=10mA 34.5 V 35.5 V Feedback Input Section VFB_Open VFB Open Loop Voltage VDD=16V,FB open, 4.3 5.0 5.6 V IFB_Short FB Pin Short Current FB Shorted to GND 0.22 0.315 0.41 mA VTH_PL Power limiting FB Threshold VDD=16V 3.2 3.65 4.0 V TD_PL Power limiting Debounce VDD=16V，FB open 48 60 72 ms ZFB_IN Input Impedance VDD=16V，FB=2V/3V，CS open 13 16.5 20 kΩ Current Sense Section TLEB Leading edge Blanking Time TD_OC OCP control delay GATE with 1nF to GND VTH_OC OCP threshold FB＝3.4V 0.690 0.740 0.790 V Max_OC Max_OCP for line comp FB＝3.4V 0.9 0.95 1 V WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS 330 ns 70 ns WINSEMI MICROELECTRONICS 4/9 WS2297B Product Description Vth_SBD CS threshold for SBD short VDD=16V Td_SBD Delay of SBD short protect 8 PWM cycle 2.0 V 8 CLK Oscillator Section Fosc Frequency VDD=16V，FB=3.2V 60 65 70 khz D_max Max duty VDD=16V，FB=3.2V 68 75 82 % Jitter period For 65K 4 ms Jitter range For 65K ±5 % VDD=16V, Fb fall from 2V to burst 22 khz TEMP = -20 to 85℃ 5 % VDD = 12 to 25V 5 % 150 ℃ Fosc_BM Burst mode frequency Frequency ∆f_temp variation versus temp. Deviation ∆f_VDD Frequency variation versus VDD Thermal protection T_shutdown Thermal shutdown temperature Power MOSFET Section MOSFET Drain-Source BVdss 650 breakdown voltage Static Drain to Source on Ron WS2297B resistance IDSS WINSEMI V 1.95 Output clamp voltage MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI 2.3 ohm 10 uA MICROELECTRONICS 5/9 WS2297B Product Description 功能描述 来自于 MOSFET 的开关损耗、变压器的磁心损耗、以及缓冲 WS2297B 是一款高集成度、高性能的电流模式 PWM 转 电路的损耗。功耗的大小与一定时间内 MOSFET 的开关次数 换器芯片。适用于电源适配器等中小功率（18W 以下）的开 成正比。减少开关次数也就减少了功耗，节约了能源。 关电源设备与开关电源转换器。极低的启动电流与工作电流、 WS2297B 内置的 Burst Mode 功能，可以根据负载情况 以及轻载或者无负载情况下的 burst mode 功能，都能有效的 自动调节开关模式。当系统处于无负载或者轻/中负载下，FB 降低开关电源系统的待机功耗，提高功率转换效率，从而使得 端的输入电压会处于脉冲模式（Burst Mode）的域值电压之 WS2297B 可以满足能效 6 的效率要求，并实现待机功耗小于 下。根据这个判断依据，器件进入脉冲模式控制。栅极驱动输 75mW。内置的同步斜坡补偿、反馈引脚的前沿消隐等功能不 出端只有在 VDD 电压低于预先设定的电平值，或者 FB 输入 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 端被激活的情况下才会有输出。其他情况下，栅极驱动输出保 性，避免谐波振荡的产生。WS2297B 还提供了多种全面的可 持长关的状态以减少功耗，从而尽可能地减少待机功耗。高频 恢复保护模式。主要特点功能描述如下。 开关的特性也减少了工作时的音频噪声。 启动电流和启动控制 优化的降频及抖频控制方法 WS2297B 的启动电流设计得很小（4uA），因此 VDD 能 WS2297B 内置了 65KHz 的最高工作频率，并优化了降 很快充电上升到脱离 UVLO 的域值电压以上，器件可以实现 频与抖频的控制方法，传统的 PWM 控制 IC，其抖频范围会 快速启动。大阻值的启动电阻可以减少待机功耗，并且在应用 随频率的降低而线性地降低，从而导致在中、轻载时由于频率 中可以简化启动电路的设计，实现可靠的启动。对于一个典型 较低、抖频范围很小，EMI 性能明显变差；WS2297B 采用专 的 通 用 的 AC/DC 电 源 适 配 器 设 计 （ 输 入 电 压 范 围 利技术，优化了抖频与降频的关系曲线，使得在全负载范围内 90VAC-264VAC）， 两个 1206 的 1.5MΩ电阻可以和一个 VDD 都能保持良好的 EMI 性能。 电容一起提供快速和低功耗的启动设计方案。 工作电压 WS2297B 具有很宽的工作电压范围(7.7V-34V)，因此相 同的变压器参数可以满足不同输出电压规格的系统要求，从而 方便了变压器的设计和提高了系统的兼容性。 WS2259 WS2297B 工作电流 WS2297B 具有很低的的工作电流（65KHz 时为 1.7mA）， 在待机时芯片电流降至 0.9mA。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 电流检测和前沿消隐 对 VDD 保持电容的要求。 WS2297B 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 软启动（Soft-start） 脚。引脚内部的前沿消隐电路可以避开 MOSFET 开启瞬间由 在芯片上电时，过流保护阈值会分 8 步逐步上升，每步持 续时间为 32 个开关周期，从而有效抑制了启动时的电流尖峰， 于 snubber 二极管反向恢复造成的感应电压毛刺，因此 CS 输 降低了元件的应力，使系统工作更加稳定。 入端的外接 RC 滤波电路可以省去。限流比较器在消隐期间被 禁止而无法关断内置 MOSFET。PWM 占空比由电流检测端 的电压和 FB 输入端的电压决定。 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 WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 6/9 WS2297B Product Description 和 EMI 系统。WS2297B 还在栅极驱动输出端内置了 13V 的 内部同步斜坡补偿 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 嵌位电路，有效地保护了内置 MOSFET 开关管并进一步降低 损耗。 闭环的稳定性，避免了谐波振荡，减少了输出纹波电压。 保护控制 CS 开路及次边肖特基短路保护 WS2297B 提供了全面的保护特性，系统可以获得更高可 当 CS 开路时，上电后 WS2297B 将不会发出任何脉冲； 靠性。其中包括逐周限流保护（OCP），过载保护（OLP）， 当次边肖特基短路时，WS2297B 将会在 8 个脉冲周期后进入 过温保护（OTP），CS 开路保护，次边肖特基短路保护，片 保护状态；以上两种保护均会进入 UVLO 自动重启模式，直 上 VDD 过压保护(VDD_OVP)及嵌位(VDD_clamp)以及低压 至异常消失。 关断（UVLO）； WS2297B 内置的 OCP 保护电路可以有效地检测 PWM 栅极驱动 控制信号的占空比。 WS2297B 的 GATE 引脚连接到内置 MOSFET 的栅极以 在输出过载的情况下，FB 输入电压超过功率限制阈值大 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 于 TD_PL 时，控制电路将关断 MOSFET 输出。当 VDD 低于 太强的驱动会产生过大的 EMI。WS2297B 通过内建图腾柱栅 UVLO 门限电压时器件重启。 VDD 高于阈值时将嵌位。当 VDD 低于 UVLO 门限的时 极驱动电路的优化设计，实现了输出强度和死区时间控制两者 之间的良好折中。优越的软开关技术有效地抑制了每个周期开 候，MOSFET 被关断，器件随后进入上电启动程序。 启时的电流尖峰，从而可以更容易的设计出理想的低待机损耗 WINSEMI MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 7/9 WS2297B Product Description DIP7封装外观图 Winsemi Dimensions in Millimeters Symbol Min Max Min Max A 9.00 9.50 0.354 0.374 B 6.10 6.60 0.240 0.260 C 3.0 3.4 0.118 0.134 A1 1.474 1.574 0.058 0.062 A2 0.41 0.53 0.016 0.021 A3 2.44 2.64 0.096 0.104 A4 0.51TYP 0.02TYP A5 0.99TYP 0.04TYP C1 6.6 C2 7.30 0.260 0.50TYP 0.287 0.02TYP C3 3.00 3.40 0.118 0.134 C4 1.47 1.65 0.058 0.065 D 7.62 9.3 0.300 0.366 D1 0.24 0.32 0.009 0.013 D2 WINSEMI Dimensions in Inches 7.62TYP MICROELECTRONICS www.winsemi.com WINSEMI MICROELECTRONICS Tel : +86-755-8250 6288 WINSEMI 0.3TYP MICROELECTRONICS Fax : +86-755-8250 6299 WINSEMI MICROELECTRONICS WINSEMI MICROELECTRONICS 8/9 WS2297B 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 9/9