RT7781-00_CN
RT7781
零功率损耗系列应用返驰式转换器之脉冲宽度调变控制器 概述
RT7781系列为强化高效能电流模式脉波宽度调变(PWM)之返驰式转换控制器，并加入零功率损耗(PowerZero TM )专利技术于控制器中。创新的零功率损耗技术尤其在输出轻载及空载提供了出色的节能解决方法，以及其它四个主要节能功能：移除X 电容泄放电阻(BRR)技术的设计用来当交流输入电源移除时，X 电容电压可经由IC 内部的高压装置泄放到地，所以X 电容泄放电阻可以移除。此外，结合高压装置也可以提供快速的启动功能，无须在外部使用启动电阻。内建无损耗Brown-In(BRI)及Brown-Out(BRO)功能无须外部分压侦测电阻，不仅可以减少外部零件数，同时可以降低功率损耗。四重模式脉波宽度调变控制器提供了降频模式和突发模式(Burst Mode)来达成节能要求。
RT7781提供完整安全的电源供应器保护机制，包括过温度保护(OTP)、过载保护(OLP)、过压保护(OVP)、次级侧整流器短路保护(SRSP)以及电流检测引脚开路保护。
RT7781提供了几个版本应用，展示于RT7781版本表格中。笔记本计算机适配器的应用中，RT7781提供用户一高效率、低外部零件数及低成本的AC/DC 电源供应器。
特点
y 具专利之零功率损耗技术(PowerZero TM )
? 结合700V 启动装置
? 免X 电容泄放电阻(BRR)
? 无损耗Brown-In (LBI)及Brown-Out (LBO) y 四重模式脉波宽度调变操作
y 空载输入功率小于50mW (RT7781G/L/A/C) y 空载输入功率小于30mW (RT7781T) y 精准的过载保护
y 驱动能力：400mA/-400mA
y 嵌入保护引脚(PRO Pin)设计作为外部应用保护 (RT7781G/L/A/T)
y 内建ACD 引脚作为电视应用 (RT7781C)
y 禁能(Disable)模式作为30mW 解决方案 (RT7781T) y 软启动功能 y 内建抖频技术
y 软驱动改善电磁干扰 y VDD
过压保护 y 内部过温度保护
y 次级侧整流器短路保护 y 电流检测引脚开路保护
y 符合有害物质及无卤素标准规定
应用
y 笔记本计算机适配器
y 低空载输入功率切换式AC/DC 适配器 y 电视及监视器应用 y 开架式电源供应器
简单应用电路
RT7781
引脚配置图
RT7781G RT7781L RT7781A RT7781T RT7781C
65kHz65kHz
栓锁自动重启自动重启
56ms 56ms 56ms 56ms 56ms
栓锁栓锁自动重启
栓锁栓锁
栓锁栓锁
栓锁自动重启
X X X X O X X X O X
图2 RT7781C功能区块图
GATE
VDD保持模式
RT7781在几乎无载的条件下提供了一个独特的VDD保持模式。在VDD保持模式下，RT7781在V DD_ED及V DD_ET之间强迫开关切换以供应能量给V DD。在空载条件下，较长周期的突发模式及负载瞬变的情况下，VDD保持模式有助于避开V DD降至V TH_OFF。如此一来，VDD保持模式使得辅助偏压绕阻与瞬时响应更易于设计。
禁能模式(Disable Mode) (只有 T 版本)
RT7781T搭配次级侧电压调节器RT7205，提供一个需要极低空载输入瓦特数(< 30mW) 的解决方案。RT7781禁能模式的特色在于极轻载或空载的条件下有非常低的功率损耗。
软启动
当电路启动且输出电压接近为零时，流经磁化电感的电流下降的比例很小。在这种状态下，藉由降低操作周期，减低电流检测电压门坎以防止电流在磁化电感上所产生的尖峰电流。软启动机制是由总共8阶和每8个周期一阶的数字控制方式，除了逐渐地增加电流检测电压门坎也增加操作周期。不仅可有效地抑制启动尖峰电流和突波电压。因此，软启动可以提高电路操作可靠度，并有机会选用较低额定电流和电压的功率开关。
震荡器
内建65kHz中心操作频率及频率抖动功能。并具有锯齿波斜率补偿、75%最大脉冲周期与超载保护，定义操作频率于65kHz下之抖动范围为6%、抖动周期为4ms。为了得到较佳的效率，于轻载操作时，开关频率将会随着反馈电压而降低。
前沿消隐
当MOSFET准备导通时，电流检测电阻的初始电流因电路上的寄生电容产生突波。于电流检测引脚上，为了防止栅极讯号被切换产生的突波意外地中断，当栅极讯号开启时，前沿消隐延迟一段感测时间，避免突波使控制器误侦测。因此，为了脉波宽度调变操作正常，嵌入前沿消隐时间遮蔽电流检测引脚上的初始电压突波是必要的。
栅极驱动
为了改善低功率应用中电磁干扰与系统效率，控制器嵌入图腾式栅极驱动。由于栅极输出电压是由VDD提供(V DD > 15V)，所以驱动器结合了电压箝位电路用来限制最高电压。当VDD非常低时，栅极驱动之下桥开关将被导通，用来预防在启动过程中，外部功率开关意外地导通。
逐周期电流限制 & 定功率
这是基本但非常有用的功能，且易于实现于电流模式控制器。在交流电压输入及相同的传输延迟时间下，致使高低压的峰值电流不同，所以电流限制准位也不同。RT7781提供一项独特的限流斜率补偿机制，消除90Vac到265Vac输入电压之间的差异并达到固定的输出功率。
反馈引脚开路
当系统反馈引脚达开路电压V COMP_OP时，控制器将在56ms后关闭并进入保护模式。
涵盖交流输入电压范围之精准过载保护
在一般操作下，电流检测最大电压是被反馈电压所控制。在输出过载条件下，电流检测最大电压会被限制(与反馈电压无关)以保护负载及转换器。此操作称为逐周期电流限制。当电流限制操作时间达过载保护(OLP)延长时间，过载保护将关闭转换器。在过载保护的情况下，长时间的逐周期电流限制将导致系统热应力产生。为了进一步保护系统，RT7781内建特有的关闭周期技术，其动作模式如同打嗝(hiccup)。因此，于长时间的过载保护条件下，转换器中每个组件的功率损失与热应力将平衡在一可接受的程度。
一般来说，过载保护的触发准位与交流输入电压有关。为了改善全范围交流输入电压有精准的过载保护准位，RT7781崁入过载保护准位补偿功能。此功能为最大电流检测电压门坎在逐周期电流限制
下操作以调变栅极导通时间。也就是说栅极最小导通时间决定于最大电流检测电压门坎。因此，在全范围交流输入电压的过载保护触发准位差异可以缩到最小。
过压保护
输出电压可粗略地藉由V DD引脚检测，如检测电压达V OVP门槛，控制器将在抗尖峰脉冲延迟后关闭。
CS引脚开路保护
一旦CS引脚发生开路故障时，控制器将会于数个周期后关闭并进入保护模式。次级整流器短路保护(SRSP)
RT7781应用于返驰式转换器中具有次级整流器短路保护。因输出整流器短路且MOSFET为导通的状态下，输出电容放电至初级侧，使得初级之尖峰电流极高，此时变压器犹如漏感。尤其于高输入电压时，过载保护延迟时间内，流经MOSFET的电流极高。为了提供更好更容易的保护设计，RT7781侦测到次级整流器短路时，将于几个周期之后关闭控制器。
典型应用电路
图5 RT7781G/L/A之应用电路
图6 RT7781T之应用电路
图7 RT7781C之应用电路
典型运转特性
I JFET_ST vs. Temperature I HV_LK vs. Temperature
V TH_LBI vs. Temperature V TH_LBO vs. Temperature
V TH_ON vs. Temperature V TH_OFF vs. Temperature
V HV_ON
vs. Temperature V OVP vs. Temperature
I DD_OP
vs. Temperature V LH vs. Temperature
V LH & V HV_ON
vs. Temperature f PWM vs. Temperature
f PWM vs. V DD D MAX vs. Temperature
f FR_MIN vs. Temperature V COMP_OP vs. Temperature
t OLP vs. Temperature I ZERO vs. Temperature
V CLAMP
vs. Temperature I BIAS vs. Temperature
t R vs. Temperature
t F vs. Temperature
V TH_H
vs. Temperature V TH_L vs. Temperature
V TH_OTP vs. Temperature V PRO_OP vs. Temperature