在當(dāng)今電子設(shè)備日益追求高效能、低功耗以及小型化的趨勢(shì)下，電源管理芯片的設(shè)計(jì)也面臨著更高的要求。LPK8727作為一款12W極簡(jiǎn)化的自供電原邊反饋控制芯片，以其高度集成化、外圍設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單以及出色的性能表現(xiàn)，成為了眾多電源設(shè)計(jì)工程師的理想選擇。本文將深入探討LPK8727芯片的技術(shù)規(guī)格、典型應(yīng)用以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為相關(guān)領(lǐng)域的工程師提供詳盡的參考。

LPK8727芯片概述

LPK8727一款高度集成的隔離型適配器和充電器的自供電原邊反饋控制芯片。該芯片專為12W以下的隔離方案設(shè)計(jì)，外圍電路極其簡(jiǎn)單，極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低了成本。LPK8727通過(guò)外置電阻可調(diào)節(jié)原邊峰值電流，并通過(guò)變壓器原副邊匝比來(lái)設(shè)置輸出恒流點(diǎn)。此外，通過(guò)設(shè)定反饋引腳（FB）上的偏置電阻，可以精確設(shè)置輸出恒壓點(diǎn)。

技術(shù)規(guī)格

（一）基本特性

    集成BJT：適用于12W以下的隔離方案。
    內(nèi)置啟動(dòng)電路：無(wú)需外部啟動(dòng)電阻，簡(jiǎn)化了啟動(dòng)過(guò)程。
    自供電技術(shù)：取消了輔助繞組VCC供電二極管，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)成本。
    可調(diào)峰值電流：通過(guò)外置電阻調(diào)節(jié)峰值電流，提供了靈活的設(shè)計(jì)選項(xiàng)。
    極低待機(jī)功耗：有效降低了系統(tǒng)在待機(jī)狀態(tài)下的能耗。
    專利電流驅(qū)動(dòng)技術(shù)：降低了溫升，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
    輸出線損補(bǔ)償技術(shù)：通過(guò)設(shè)定FB外置上偏電阻的值來(lái)調(diào)節(jié)輸出線纜補(bǔ)償值，提高了輸出電壓的精度。
    全面的保護(hù)功能：包括VCC鉗位/欠壓保護(hù)、FB腳上電阻開路保護(hù)、輸出短路保護(hù)、輸出過(guò)壓保護(hù)以及過(guò)溫保護(hù)等。

（二）電氣參數(shù)

    電源電壓（VCC）：-0.3V至6.5V。
    反饋電壓輸入端（FB）：-0.3V至6.5V。
    峰值電流選擇腳（SEL）：-0.3V至6.5V。
    最大功耗（DMAX）：0.45W。
    PN結(jié)到環(huán)境的熱阻（θJA）：120℃/W。
    PN結(jié)到管殼的熱阻（θJC）：40℃/W。
    工作結(jié)溫范圍（TJ）：-40℃至150℃。
    儲(chǔ)存溫度范圍（TSTG）：-55℃至150℃。
    ESD保護(hù)：2KV（人體模型）。

（三）封裝信息

LPK8727采用SOP8L封裝，具有良好的散熱性能和緊湊的尺寸，適合各種緊湊型電源設(shè)計(jì)。

（四）內(nèi)部框架圖

典型應(yīng)用

（一）適配器與充電器

LPK8727特別適用于各種適配器和充電器應(yīng)用，能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓和電流，確保設(shè)備在充電過(guò)程中的安全性和可靠性。其內(nèi)置的多種保護(hù)功能，如輸出短路保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)，能夠有效防止因異常情況導(dǎo)致的設(shè)備損壞。

（二）LED驅(qū)動(dòng)電源

在LED驅(qū)動(dòng)電源中，LPK8727能夠提供精確的恒流控制，確保LED在不同工作條件下都能保持穩(wěn)定的亮度。其輸出線損補(bǔ)償技術(shù)能夠有效補(bǔ)償輸出電流在輸出線上的損耗壓降，提高系統(tǒng)的整體效率。

（三）線性電源和RCC開關(guān)電源升級(jí)換代

LPK8727可以作為線性電源和RCC開關(guān)電源的升級(jí)換代產(chǎn)品，提供更高的效率和更好的性能。其自供電技術(shù)和內(nèi)置啟動(dòng)電路能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，降低系統(tǒng)成本。

（四）其他輔助電源

LPK8727還適用于各種輔助電源應(yīng)用，如小型電子設(shè)備的備用電源等。其低待機(jī)功耗和全面的保護(hù)功能使其成為理想的電源管理解決方案。

LPK8727典型應(yīng)用圖如下：

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）啟動(dòng)過(guò)程

LPK8727僅需1uA的啟動(dòng)電流。系統(tǒng)上電后，通過(guò)內(nèi)部啟動(dòng)電路給Vcc的電容充電，當(dāng)Vcc電壓達(dá)到芯片開啟閾值時(shí)，芯片內(nèi)部控制電路開始工作。系統(tǒng)啟動(dòng)后，Vcc由內(nèi)部專有的供電電路進(jìn)行供電。

（二）峰值電流設(shè)置

SEL腳外接電阻RSEL，可調(diào)最大峰值電流IPKMAX。公式如下：

建議RSEL>15K。

（三）恒流控制

LPK8727逐周期檢測(cè)電感的峰值電流，當(dāng)原邊電感中的實(shí)時(shí)電流大于芯片設(shè)定的最大峰值電流IPKMAX時(shí)，功率管關(guān)斷。輸出電流IOUT的計(jì)算公式如下：

其中，TDEM為退磁時(shí)間，TSW為開關(guān)周期，ISPKMAX為次級(jí)峰值電流，IPKMAX為初級(jí)峰值電流，NP為變壓器初級(jí)匝數(shù)，NS為變壓器次級(jí)匝數(shù)。

（四）恒壓控制

LPK8727通過(guò)電阻采樣反激電壓，電阻分壓后得到的電壓與內(nèi)部基準(zhǔn)比較形成閉環(huán)后，來(lái)恒定輸出電壓Vout。輕載輸出電壓計(jì)算公式如下：

帶載輸出電壓計(jì)算公式如下：

其中，RFBH是FB外接的上偏電阻，RFBL是FB外接的下偏電阻，ICOMP_LINE是滿載經(jīng)過(guò)FB上偏電阻的輸出線補(bǔ)償電流，Nf是輔助繞組匝數(shù)，VFB是基準(zhǔn)電壓（典型值1.0V），VD為輸出續(xù)流管壓降，IO為帶載電流，IOCP為輸出恒流電流。

（五）保護(hù)功能

LPK8727集成了多種保護(hù)功能，包括：

    VCC鉗位/欠壓保護(hù)：確保芯片在異常電壓條件下安全工作。
    FB腳上電阻開路保護(hù)：防止因外部電阻故障導(dǎo)致的系統(tǒng)異常。
    輸出短路保護(hù)：在輸出短路時(shí)保護(hù)系統(tǒng)免受損壞。
    輸出過(guò)壓保護(hù)：防止輸出電壓過(guò)高損壞負(fù)載設(shè)備。
    過(guò)溫保護(hù)：在芯片溫度過(guò)高時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，防止熱損壞。

（六）PCB設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)LPK8727的PCB時(shí)，需要遵循以下指南：

    VCC旁路電容：VCC的旁路電容需要緊靠芯片VCC和GND引腳。
    SEL腳電阻：SEL腳的電阻需要緊靠芯片SEL和GND引腳。
    FB引腳：接到FB腳的分壓電阻必須靠近FB引腳，且節(jié)點(diǎn)要遠(yuǎn)離變壓器原邊繞組的動(dòng)點(diǎn)。
    功率環(huán)路的面積：減小功率環(huán)路的面積，如變壓器原邊繞組、功率管、母線電容的環(huán)路面積，以及變壓器副邊繞組、整流二極管、輸出電容的環(huán)路面積，以減小EMI輻射。
    C引腳：適當(dāng)增加C引腳的鋪銅面積以提高芯片散熱。

總結(jié)

LPK8727作為一款12W極簡(jiǎn)化的自供電原邊反饋控制芯片，憑借其高度集成化、外圍設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單以及出色的性能表現(xiàn)，成為了眾多電源設(shè)計(jì)工程師的理想選擇。通過(guò)深入了解其技術(shù)規(guī)格和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，工程師可以更好地將其應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電源管理解決方案。