在現代電子設備中，開(kāi)關(guān)電源轉換器作為核心部件，其性能直接影響設備的穩定性和效率。FT8440E作為一款高性能、低成本的交直流開(kāi)關(guān)電源轉換器，憑借其集成的高壓?jiǎn)?dòng)電路、高壓功率開(kāi)關(guān)以及多種保護功能，成為了眾多電源設計工程師的理想選擇。本文將詳細介紹FT8440E的特點(diǎn)、典型電路圖、管腳定義及說(shuō)明，以及應用說(shuō)明，幫助用戶(hù)更好地理解和應用這款芯片。

FT8440E的特點(diǎn)

FT8440E是一款高性能、高精度、低成本的非隔離PWM功率開(kāi)關(guān)，適用于多種電源架構，如Buck、Buck-Boost和Flyback等。其主要特點(diǎn)如下：

1. 集成高壓?jiǎn)?dòng)電路和功率開(kāi)關(guān)：內部集成600V高壓?jiǎn)?dòng)電路和高壓功率開(kāi)關(guān)，減少了外部元件數量，簡(jiǎn)化了系統設計。
2. 高精度恒壓輸出：輸出電壓精度高達±3%，能夠提供穩定的電源輸出。
3. 靈活的輸出電壓設定：通過(guò)FB腳的連接方式，可以輕松設定輸出電壓。FB懸空時(shí)輸出12V，FB短路至GND時(shí)輸出18V。
4. 快速啟動(dòng)和低靜態(tài)功耗：快速啟動(dòng)時(shí)間僅為50ms（典型值），在FB懸空或接地模式下，靜態(tài)功耗僅為60mW（典型值）。
5. 內置抖頻技術(shù)：有效提高EMI性能，減少電磁干擾。
6. 完善的保護功能：內置欠壓、過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫、短路等多種保護功能，確保系統在各種異常情況下都能安全運行。
7. 封裝形式：采用SOP8封裝，體積小巧，散熱性能良好。

典型電路圖

FT8440E提供了多種典型應用電路圖，適用于不同的電源架構。以下是兩種常見(jiàn)的應用電路圖：

（一）Buck結構典型應用電路圖

• 輸入電壓范圍：85~264Vac或40~380Vdc
• 輸出電壓：12V或18V（通過(guò)FB腳設定）
• 輸出電流：200mA（持續）/250mA（脈沖）

（二）Buck-Boost結構典型應用電路圖

• 輸入電壓范圍：85~264Vac或40~380Vdc
• 輸出電壓：12V或18V（通過(guò)FB腳設定）
• 輸出電流：200mA（持續）/250mA（脈沖）

管腳定義及說(shuō)明

FT8440E采用SOP8封裝，管腳定義如下表所示：

絲印信息

• 第一行：x為產(chǎn)品子型號
• 第二行：①②③④⑤⑥為內部追溯編碼

應用說(shuō)明

（一）輸出電壓設定

• FB懸空：輸出電壓為12V
• FB短路至GND：輸出電壓為18V

• 輸出電容：容值推薦為≥470uF，使用更大的容值可獲得更好的輸出紋波。
• Vcc電容：容值推薦為1uF。Vcc電容會(huì )影響環(huán)路響應速度，取值變小則響應快，紋波更佳，但空載輸出電壓會(huì )略變高；取值變大則反之。

（二）芯片電源和待機功耗

FT8440E內部集成了600V高壓?jiǎn)?dòng)電路，從高壓漏極直接對VCC端充電至9.8V，省掉了傳統的起機電阻。當輸出電壓高于設定值時(shí)，高壓?jiǎn)?dòng)電路會(huì )自動(dòng)關(guān)閉，由輸出電壓供電，典型待機功耗為60mW。

（三）VCC欠壓保護

FT8440E內部集成了帶遲滯的欠壓保護比較器，開(kāi)啟和關(guān)斷閾值電壓分別為9.8V和7.5V。由于較低的欠壓保護閾值和高壓?jiǎn)?dòng)電路提供的較大充電電流，開(kāi)啟延時(shí)典型值為50ms。

（四）VCC過(guò)壓保護

FT8440E內部集成了22V的過(guò)壓保護比較器，當VCC電壓高于過(guò)壓保護觸發(fā)閾值時(shí)，柵驅動(dòng)電路會(huì )立即關(guān)閉，使功率MOSFET停止開(kāi)關(guān)，同時(shí)從VCC旁路電容多拉1mA的電流。

（五）高精度恒壓控制

FT8440E內置高性能誤差放大器、高精度分壓電阻和參考電壓，保證輸出電壓的精度和線(xiàn)性/負載調整率。開(kāi)關(guān)的占空比由采樣電阻的峰值電壓和誤差放大器的輸出電壓決定，峰值電流采樣電阻和環(huán)路補償網(wǎng)絡(luò )全部集成在芯片內部。

（六）過(guò)流保護

FT8440E內部集成了逐周期過(guò)流保護電路，采樣功率開(kāi)關(guān)管的電流。當電流超過(guò)內部設定的閾值時(shí)，在該周期的剩余時(shí)間內功率開(kāi)關(guān)管會(huì )被關(guān)斷。前沿消隱電路會(huì )在功率開(kāi)關(guān)管開(kāi)啟后的Tleb內將過(guò)流保護比較器屏蔽，避免誤觸發(fā)。

（七）過(guò)載保護電流的選擇

• 過(guò)載電流：建議設置為額定工作電流的130%以上，以獲得足夠的余量。
• 電感量選擇：主電感量的大小會(huì )影響工作模式和過(guò)載電流保護點(diǎn)。建議參考樣機資料選擇合適的電感。
• 電感的飽和電流：電感的飽和電流需大于芯片工作時(shí)的最大峰值電流并留一定余量。
• 輸入電容選擇：輸入電容的容值會(huì )影響輸出電流帶載能力。建議按2uF/每瓦計算輸入電容容值。

（八）起機時(shí)間和起機負載電流

FT8440E內部集成了高壓?jiǎn)?dòng)電路，起機時(shí)間較快，典型值為50ms。芯片起機或重啟期間，負載電流請控制在額定電流的80%以?xún)?，以免芯片無(wú)法正常起機。起機完成后，可以正常帶載額定電流。內部框架圖如下所示~

（九）頻率抖動(dòng)

FT8440E內置頻率抖動(dòng)，可有效提高EMI特性。

（十）前沿消隱

FT8440E功率開(kāi)關(guān)管每次開(kāi)啟時(shí)，采樣電阻上都會(huì )產(chǎn)生毛刺電壓。為了避免誤觸發(fā)，內部集成了前沿消隱模塊，因此無(wú)需傳統的外部RC濾波元器件。在消隱時(shí)間Tleb內，過(guò)流保護比較器被關(guān)閉。

（十一）過(guò)溫保護

FT8440E過(guò)溫保護電路檢測芯片的溫度，過(guò)溫保護閾值為150℃。當芯片的溫度高于該閾值時(shí)，功率開(kāi)關(guān)管被關(guān)斷，直至芯片溫度下降至130℃，功率開(kāi)關(guān)管才重新恢復正常工作。

（十二）短路保護

當發(fā)生輸出短路時(shí)，FT8440E會(huì )進(jìn)入“自動(dòng)重啟”工作模式。如果輸出反饋電壓低于內部參考電壓的時(shí)間超過(guò)一定時(shí)間，則功率開(kāi)關(guān)管會(huì )被關(guān)斷一段時(shí)間，之后功率開(kāi)關(guān)管會(huì )自動(dòng)重啟再工作一定時(shí)間，如此重復，直至輸出短路故障被排除。

PCB布局注意事項

良好的PCB布局有助于系統工作穩定，提高EMI效果以及散熱。以下為指導建議：

1. 功率環(huán)路：
   • 盡量縮短功率環(huán)路的連線(xiàn)和環(huán)路面積。
   • 功率環(huán)路的走線(xiàn)盡量粗。
   • 電感充電環(huán)路由輸入電容+/IC Drain腳/IC GND腳/功率電感/輸出電容/輸入電容-組成。
   • 電感放電環(huán)路由功率電感/輸出電容/續流二極管組成。
2. 反饋環(huán)路：
   • VCC二極管/濾波電容等組成的反饋環(huán)路，盡量放在主功率回路的外面，盡量縮短反饋環(huán)路的走線(xiàn)。
   • 反饋環(huán)路走線(xiàn)盡量不要從功率器件底部穿過(guò)，以免被高頻雜波干擾。
   • 反饋環(huán)路的輸出電壓取樣點(diǎn)（反饋二極管的正極）放在輸出電容正極。
   • VCC濾波電容盡量靠近IC，盡量遠離功率電感。
   • 反饋環(huán)路的地與IC GND單點(diǎn)連接，盡量不與功率地共線(xiàn)。
3. EMI：
   • 盡量使L/N及EMI π型濾波等器件遠離功率電感，可提高EMI效果。
4. 散熱：
   • 適當增加IC Drain腳的銅箔面積，有助于IC散熱。

總結