CN203482458U - 一种基于iw3620宽电压应用的改良线路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于IW3620宽电压应用的改良线路。解决了现有线路中IW3620在低压启动和产品性能方面存在矛盾的问题。线路，包括IW3620芯片，IW3620芯片具有vin脚、vcc脚，母线电压通过连接电阻R1后连接至vcc脚上，所述vin脚通过连接电阻R2后连接至vcc脚上。本实用新型的优点是既解决了低压启动的问题，同时也扩展了VinTon容量，使得在低压启动和产品性能方面不再存在矛盾，将低压启动和VinTon容量独立开，分别由电阻R2和电阻R1控制，只需要单独调节电阻R2和电阻R1即可，大大增加了芯片调试的灵活度，降低了诸多限制。

Description

一种基于IW3620宽电压应用的改良线路

技术领域

本实用新型涉及一种反激式开关电源技术领域，尤其涉及一种既解决了低压启动的问题，同时也扩展了VinTon容量基于IW3620宽电压应用的改良线路。

背景技术

目前的中小功率LED驱动电源，基本是采用反激式。而LED反激式的驱动芯片，目前市场占有率较高的，当属IWATT公司的iW3620芯片。该芯片采用原边控制、准谐振工作方式，相对于目前市场上的LED电源驱动芯片，性价比较高、技术比较成熟。但是该芯片也存在一个比较明显的弊端，在100-277V输入电压的2级驱动器拓扑中（Boost+Flyback），Flyback变压器设计和选型会存在诸多限制，甚至有可能出现完全无法设计的情况。

iw3620该芯片存在一个Vin功能脚，内接Zin电阻（图1），该芯片功能脚设计初衷是为了实现3个功能：

1、在芯片启动之前，通过该功能脚的上拉电阻，给VCC功能脚充电的作用。

2、当VCC电压达到芯片启动电压，芯片开始工作，首先将Vin脚所接的内置小信号MOS栅极驱动使能，该MOS进入开通状态，同时检测Zin电阻分得的电压加以判别，如果电压分别高于或者低于设定值，即认为该驱动器处于过压或者低压状态，认为对该驱动器存在危害，芯片进入保护模式；只有Zin脚分得的电压在一定范围内，芯片才正常工作。

3、该功能脚，另外一个作用，是限定Flyback回路最大的（VinTon）容量。由该芯片datasheet提供的VinTon容量计算公式：

                                                     

由于Zin为芯片Vin脚内接的5kohm下拉电阻，阻值固定，因此可以得出，当Rvin阻值越大、Zin电阻所得分压越低，则VinTon容量越大，越有利于反激式变压器变压器设计的优化。

因此从理论上来说，Rvin越大越好。但是该Rvin不单起到决定VinTon容量的作用，同时也起到给芯片启动电压提供充电的作用，在该作用时候，希望Rvin越小越好，Rvin越小，意味着芯片启动越快、能在更低的输入电压下应用。

另外，在芯片VCC电压达到启动电压，芯片启动时候，还需要检测Zin脚所分得的电压，是否在芯片限定的范围内，以此为判断依据，芯片是否该正常启动，亦或进入高压、欠压保护。

在一般的常规应用中，Vin脚上述功能以及对于Rvin的需求矛盾，都可以克服，包括120-240的宽电压输入低功率因数产品，因为DC BUS电压差异都在芯片可接受范围内。但是在一些特定的应用场合，该问题将会致命，造成芯片无法胜任设计需求：比如100-277宽电压输入的2级式驱动器（Boost+Flyback），DC BUS电压需要做到420V以上。

在2级式驱动器应用中，由于需要符合相关能效标准，待机功耗低于0.5W，往往需要在待机情况下，停止Boost工作，只保留FLyback处于待机状态，以降低待机功耗。而为了满足该功能， Flyback在激活之前，Boost处于关闭状态。因此在驱动器启动时序上，存在先启动Flyback，再启动Boost的先后顺序。而在100-277宽电压输入的2级驱动器，为了保持一定的启动余量，需要驱动器启动电压低至80V输入电压，此时在Boost启动之前，DC BUS只有110V左右，并且启动时间需要足够短（不超过1S）。如果此时采用iw3620芯片常规线路，需要Rvin保证足够小，以满足给VCC提供足够的启动电流，同时也防止在Boost启动后由于Zin脚检测电压高于过压检测电平，造成芯片停机。计算可以得出，为了满足80V电压启动时候Zin脚分得足够电压（大于0.37V），以保证芯片正常工作，Rvin必须小于1Mohm，在采用1Mohm电阻值情况下，如果Boost启动，DC BUS电压达到420V，此时Zin脚所分得电压达到2.1V，超过芯片过压保护阈值2.0V，芯片将会shutdown，进入过压保护；如果将启动电压提高至100V，在该电压下，最大的Rvin值不可超过1.3Mohm，意味着VinTon容量最大为810V.uS，另外根据芯片datasheet提出，需要保证15%的余量，因此最大VinTon容量不可以超过686V.uS。而277V输入电压，启动Boost后，Bus电压必须保证大于420V，因此Ton时间最大不可以超过1.6uS。在该最大Ton时间下，很不利于变压器的设计与选型。

假设不考虑低压启动，将Rvin电阻增大至3Mohm，则VinTon容量增大为1860V.uS，按照不超过85%，也可以达到1581V.us,按照420V的DC BUS电压计算，Ton时间最大可以做到3.8uS。但是，采用3Mohm的Rvin电阻，意味着低压80V输入时，Zin脚所分得电压为0.13V，低于芯片内部所设定的欠压保护阈值0.2V，芯片无法正常启动。

因此为了兼顾低压启动以及更大的VinTon容量，有必要设计一种改良线路，既可以保证100-277V宽电压输入2级线路架构下的80V低压输入时的驱动器正常启动，同时可以最大限度的扩展VinTon容量。

发明内容

本实用新型主要解决了现有线路中IW3620在低压启动和产品性能方面存在矛盾的问题，提供了一种既解决了低压启动的问题，同时也最大限度扩展了VinTon容量基于IW3620宽电压应用的改良线路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于IW3620宽电压应用的改良线路，包括IW3620芯片，IW3620芯片具有vin脚、vcc脚，母线电压通过连接电阻R1后连接至vcc脚上，所述vin脚通过连接电阻R2后连接至vcc脚上，vcc脚与电源相连接。启动电阻R1上端接母线电压，而下端不再接IW3620芯片的vin脚，而是连接至vcc脚，不再与芯片vin脚内接电阻Zin起到分压作用，不再参与IW3620芯片VinTon容量限制的计算，为了满足不同低压启动，可以任意调节电阻R1阻值。而内接电阻Zin的分压则是通过从vcc脚接电阻R2到vin脚来实现，调整该电阻R2可起到调节VinTon容量的作用。本实用新型既解决了低压启动的问题，同时也扩展了VinTon容量，使得在低压启动和产品性能方面不再存在矛盾，本实用新型中将低压启动和VinTon容量独立开，分别由电阻R2和电阻R1控制，只需要单独调节电阻R2和电阻R1即可，大大增加了芯片调试的灵活度，降低了诸多限制。

作为一种优选方案，线路还包括有稳压二极管Z1，所述稳压二极管Z1正极接地，稳压二极管Z1负极连接至vcc脚。稳压二极管Z1对芯片起到过压保护作用。 

作为一种优选方案，线路还包括有电容C1和电容C2，电容C1一端连接在vin脚上，电容C1另一端接地，电容C2一端连接在vcc脚上，电容C1另一端接地。电容C1、C2起到滤波作用。

本实用新型的优点是：既解决了低压启动的问题，同时也扩展了VinTon容量，使得在低压启动和产品性能方面不再存在矛盾，将低压启动和VinTon容量独立开，分别由电阻R2和电阻R1控制，只需要单独调节电阻R2和电阻R1即可，大大增加了芯片调试的灵活度，降低了诸多限制。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例：

本实施例一种基于IW3620宽电压应用的改良线路，如图1所示，包括有IW3620芯片，该芯片具有8个脚，其中包括有vin脚、vcc脚，该vin脚通过连接电阻R2后连接在vcc脚上，母线电压通过连接电阻R1后连接至vcc脚，vcc脚与电源相连接。线路还包括有稳压二极管Z1、电容C1、电容C2，所述稳压二极管Z1正极接地，稳压二极管Z1负极连接至vcc脚。电容C1一端连接在vin脚上，电容C1另一端接地，电容C2一端连接在vcc脚上，电容C1另一端接地。

本实施例工作原理如下：

电阻R1上端接母线电压，而下端不再接IW3620芯片的vin脚，而是改到了电容C3的一端上，只起到vcc充电启动芯片的作用，不再与vin脚内置电阻Zin起到分压作用，不再参与芯片VinTon容量限制的计算，为满足不同的低压启动，可以任意调节电阻R1的阻值即可。

vin脚内置电阻Zin的分压则是由电阻R2实现，调整该电阻即可起到调节VinTon容量的作用。vcc电压可以再设计的负载范围内保持某个恒定的电压值，因此从vcc接电阻R2至vin脚，可以使得电阻Zin分压得到一个恒定的值。Rvin和R2的关系式为：

假设vcc恒定电压为15V，因此在保证电阻Zin脚分得的电压高于0.37V，计算可得电阻R2阻值不超过200Kohm即可，本实施例中以采用阻值120Kohm为例，电阻Zin分得电压为0.6V，如果等效到vin脚直接通过电阻与母线电压连接的结构，假设母线电压为420V，可计算得到电阻R1等效阻抗为3.5Mohm。按照iw3620的VinTon容量限制计算公式，可以得到VinTon容量在保证15%余量情况下，依然可以做到1844V.uS，Ton时间可以最大做到4.4uS。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了母线电压、VinTon容量、Ton等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。 

Claims (3)

1.一种基于IW3620宽电压应用的改良线路，包括IW3620芯片，IW3620芯片具有vin脚、vcc脚，其特征在于：母线电压通过连接电阻R1后连接至vcc脚上，所述vin脚通过连接电阻R2后连接至vcc脚上，vcc脚与电源相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于IW3620宽电压应用的改良线路，其特征是线路还包括有稳压二极管Z1，所述稳压二极管Z1正极接地，稳压二极管Z1负极连接至vcc脚。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于IW3620宽电压应用的改良线路，其特征是线路还包括有电容C1和电容C2，电容C1一端连接在vin脚上，电容C1另一端接地，电容C2一端连接在vcc脚上，电容C1另一端接地。