KP3111LGA 5V 200mA恒流恒压芯片-kp3111中文资料_骊微电子.pdf

April 25,2019 1 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 主要特点主要特点 高精度高精度 5V 默认输出默认输出 集成集成 500V 高压高压 MOSFET 和高压启动电路和高压启动电路 超低系统成本超低系统成本 支持降压和升降压电路支持降压和升降压电路 开关式峰值电流模式控制开关式峰值电流模式控制 超低待机功耗小于超低待机功耗小于 50mW 超低工作电流，支持小超低工作电流，支持小 VDD 电容电容 集成集成 31KHz 带抖频功能振荡器带抖频功能振荡器 集成软启动电路集成软启动电路 集成式保护功能集成式保护功能:过载保护过载保护(OLP)过热保护过热保护(OTP)逐周期电流限制逐周期电流限制(OCP)前沿消隐前沿消隐(LEB)VDD 欠压保护欠压保护 可选封装可选封装 SOP-8、TO-92 与与 SOT23-3L 典型应用典型应用 小家电电源小家电电源 辅助电源辅助电源 产品描述产品描述 KP3111是一款非隔离型、高集成度且低成本的PWM功率开关，适用于降压型和升降压型电路。KP3111采用高压单晶圆工艺，在同一片晶圆上集成有 500V 高压 MOSFET 和采用开关式峰值电流模式控制的控制器。在全电压输入的范围内可以保证高精度的 5V 默认输出。在芯片内部，振荡器频率固定为 31kHz 且带有抖频功能，在保证输出功率的条件下优化了 EMI 效果。同时，芯片设计有轻重载模式，可轻松获得低于 50mW 的待机功耗。KP3111 集成有完备的保护功能：VDD 欠压保护、逐周期电流限制、过热保护、过载保护和短路保护等。典型应用电路典型应用电路 降压型电路降压型电路 升降压型电路升降压型电路 2 CSVDDDrainDC OutputDCInputKP3111*Option 2 CSVDDDrainDC OutputDCInputKP3111*Option 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式 PWM 功率开关功率开关 April 25,2019 2 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式PWM功率开关功率开关 管脚封装管脚封装 SOP-8 TO-92 SOT23-3L 产品标记产品标记 KP3111SPXXXXXXYWWZZ123465XXXXXX:晶圆批次Y:年份,J 代表 2019WW:工作周,01-52ZZ：流水码，01-99 或 A0-ZZ87 111LPYWW年份&工作周 Y:J-2019 WW:01-52Z:流水码，0-9 或 A-Z111LPYWWZ 年份&工作周 Y:J-2019 WW:01-52Z:流水码，0-9 或 A-ZGAVYWWZ321 SOP-8 TO-92 SOT23-3L 输出功率表输出功率表 封装类型封装类型 最大输出电流最大输出电流85-265Vac SOP-8 220mA TO-92 220mA SOT23-3L 200mA 备注备注:1.默认5V降压型输出。2.实际输出功率取决于输出电压和散热条件。管脚功能描述管脚功能描述 SOP-8 TO-92 SOT23-3L 管脚管脚名称名称 I/O 描述描述 1 3 2 VDD P 芯片的供电管脚 2,3,5,6,7-NC 非功能管脚，使用中悬空 4 2 3 CS P 芯片的参考地，也是峰值电流检测管脚 8 1 1 Drain P 内部高压 MOSFET 的漏极 April 25,2019 3 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式PWM功率开关功率开关 订货信息订货信息 型型号号 描述描述 KP3111SPA SOP-8，无铅、编带盘装，4000 颗/卷 KP3111LPA TO-92,无铅、编带盘装,2000 颗/盒(卷)KP3111LGA SOT23-3L,无卤、编带盘装,3000 颗/卷 内部功能框图内部功能框图 RSQ128ms 过流检测软驱动VDD过热保护POR4.38VDrain Power MOSFETCS0.48V比较器LEBTon差分采样VDDPWM31KHz 振荡器Vref最大占空比限值软启动DrainOLP故障检测和保护OLPOTP4.87V 低箝位VDD轻载控制 April 25,2019 4 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式PWM功率开关功率开关 极限参数极限参数(备注备注 1)参数参数 数值数值 单位单位 VDD 直流供电电压 8.5 V Drain 管脚-0.3 to 500 V 封装热阻-结到环境(SOP-8)165/W 封装热阻-结到环境(TO-92)120/W 封装热阻-结到环境(SOT23-3L)260/W 芯片工作结温 160 储藏温度-65 to 150 管脚温度(焊接 10 秒)260 ESD 能力(人体模型)3 kV 推荐工作条件推荐工作条件 参数参数 数值数值 单位单位 芯片工作结温-40 to 125 电气参数电气参数(无特殊注明，环境温度为无特殊注明，环境温度为 25)符号符号 参数参数 测试条件测试条件 最小最小 典型典型 最大最大 单位单位 供电部分供电部分(VDD 管脚管脚)IVDD_standby VDD 静态工作电流 VDD=6V 150 300 uA VDD_Op VDD 正常工作电压 满载输出 5.34 5.46 5.58 V VDD_OFF VDD 欠压保护电压 4.38 V VDD_ON VDD 启动电压 4.87 V Vout_Reg 输出电压基准 4.95 5 5.075 V 振荡器部分振荡器部分 FOSC 振荡器频率 VDD=5.46V 28.2 31 34.5 KHz F(shuffle)/FOSC 抖频范围 -5 5%April 25,2019 5 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式PWM功率开关功率开关 T(shuffle)抖频周期 32 ms DMAX 最大占空比(备注2)24.9 25 25.1%TD_OLP 过流保护检测周期 VDD=5.46V 128 ms 电流采样部分电流采样部分(CS 管脚管脚)TLEB 前沿消隐 300 ns Vcs(max)过流保护阈值 440 480 520 mV TD_OCP 过流保护延时 100 ns 过热保护部分过热保护部分 TSD 过热保护阈值(备注 2)155 高压高压 MOSFET 部分部分(Drain 管脚管脚)VBR 高压 MOSFET 击穿电压 500 V Rdson 导通阻抗 I(Drain)=50mA 13 ohm IDrain_to_VDD 高压供电电流 Drain=500V,VDD=0V 1 3 mA IDrain_leakage 高压漏电电流 HV=500V,VDD=6V 50 uA 备注备注 1：超出列表中极限参数可能会对器件造成永久性损坏。极限参数为应力额定值。在超出推荐的工作条件和应力的情况下，器件可能无法正常工作，所以不推荐让器件工作在这些条件下。过度暴露在高于推荐的最大工作条件下，可能会影响器件的可靠性。备注备注 2：参数取决于实际设计，在批量生产时进行功能性测试。备注备注 3：器件为 ESD 敏感元件，建议使用中谨慎处理。April 25,2019 6 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式PWM功率开关功率开关 参数特性曲线参数特性曲线 Vout_Reg vs Temperature-40-200204060801001204.754.854.955.055.155.25Vout_Reg(v)Temperature(C)VDD_OFF vs Temperature-40-200204060801001204.24.34.44.54.6VDD_OFF(v)Temperature(C)Vcs(max)vs Temperature-40-200204060801001200.470.4750.480.4850.49Vcs(max)(v)Temperature(C)FOSC vs Temperature-40-2002040608010012028.529.530.531.532.533.5FOSC(KHz)Temperature(C)IVDD_standby vs Temperature-40-20020406080100130140150160170180IVDD_standby(uA)120Temperature(C)April 25,2019 7 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式PWM功率开关功率开关 功能描述功能描述KP3111 采用高压集成工艺，内部集成有 500V 高压 MOSFET，适用于小家电和辅助电源应用场合所需的离线式降压电路和升降压电路，也可用于线性电源的替代型电源。芯片采用开关式峰值电流模式控制，默认 5V 高精度输出时最大程度降低了系统成本。超低超低静态静态工作电流工作电流 KP3111 的静态工作电流典型值为 150uA。如此低的工作电流降低了对于 VDD 电容大小的要求，同时也可以帮助系统降低成本。通常条件下建议使用0.1-1uF 瓷片电容。振荡器振荡器 芯片内振荡器频率固定为 31kHz，同时为了优化系统 EMI 系统还带有+-5%范围的抖频功能。在实际工作中，系统开关频率取决于负载状态以及 VDD电压与输出电压基准的高低，所以系统工作在调频模式中。逐周期电流限制逐周期电流限制 芯片采用管脚复用技术，内部差分采样电路采样VDD 管脚与 CS 管脚之间的压差作为内部过流比较器的输入。当过流比较器翻转时高压 MOSFET关断直至下一个周期重新开通。为了避免开通瞬间的干扰，芯片内设计有前沿消隐电路(典型值300ns)，在此时间内过流比较器不翻转且高压MOSFET 不允许关断。轻载模式轻载模式 在轻载条件下，系统工作在断续模式下。故实际输入功率取决于电感电流峰值大小。为了降低系统损耗，随着负载的降低 KP3111 会自动降低峰值电流基准以满足超低待机的要求。软启动软启动 KP3111 内集成有 4ms(典型值)周期的软启动功能，当芯片第一次启动时过流保护阈值逐渐增加，而且每次系统的重新启动都会伴随着一次软启动过程。过载保护过载保护(OLP)、短路保护、短路保护(SLP)当过流或短路情况发生时，输出电压和 VDD 将降低，如果在 128ms(典型值)的时间内每次振荡器的周期里高压 MOSFET 都被开通，则芯片识别此情况为过流或短路故障已发生，并停止开关动作之后进入自动重启模式(如下描述)。过热保护过热保护(OTP)KP3111 内部集成的过热保护电路会检测芯片的芯片结温，当芯片结温超过 155 度(典型值)时系统进入到自动重启模式(如下描述)。自动重启保护自动重启保护 当过流或者过热故障发生时，芯片进入到自动重启和 VDD 振荡模式中。在此过程中高压 MOSFET不允许导通，同时 VDD 电容上电压持续在 4.87V和 4.38V 之间振荡。通过芯片内部数字计数器对振荡周期的计数，当振荡周期数超过 511 次时芯片退出保护模式并重新开始工作。如果故障解除，系统开始正常工作；否则系统再次进入振荡模式。软驱动软驱动 KP3111 设计的软驱动功能的驱动电路优化了系统EMI 性能。April 25,2019 8 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式PWM功率开关功率开关 封装尺寸封装尺寸 SOP-8 eEE1LCbA2AA1 符号符号 尺寸尺寸(毫米毫米)尺寸尺寸(英寸英寸)最小最小 最大最大 最小最小 最大最大 A 1.350 1.750 0.053 0.069 A1 0.100 0.250 0.004 0.010 A2 1.350 1.500 0.053 0.061 b 0.330 0.510 0.013 0.020 c 0.170 0.250 0.006 0.010 D 4.700 5.100 0.185 0.200 E 3.800 4.000 0.150 0.157 E1 5.800 6.200 0.228 0.244 e 1.270(中心到中心)0.050(中心到中心)L 0.400 1.270 0.016 0.050 0 8 0 8 April 25,2019 9 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式PWM功率开关功率开关 封装尺寸封装尺寸 TO-92 D1 EJECTION MARKE L2 eebcL3h A2AL1D 符号符号 尺寸尺寸(毫米毫米)尺寸尺寸(英寸英寸)最小最小 最大最大 最小最小 最大最大 A 3.300 3.700 0.130 0.146 A2 1.100 1.400 0.043 0.055 b 0.380 0.550 0.015 0.022 c 0.360 0.510 0.014 0.020 D 4.400 4.700 0.173 0.185 D1 3.430-0.135-E 4.300 4.700 0.169 0.185 e 2.440 2.640 0.096 0.104 h 0.000 0.380 0.000 0.015 L1 12.500 14.500 0.492 0.571 L3 2.500 3.500 0.098 0.138 -1.600-0.063 April 25,2019 10 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式PWM功率开关功率开关 封装尺寸封装尺寸 SOT23-3L 符号符号 尺寸尺寸(毫米毫米)尺寸尺寸(英寸英寸)最小最小 最大最大 最小最小 最大最大 A 1.050 1.250 0.041 0.049 A1 0.000 0.100 0.000 0.004 A2 1.050 1.150 0.041 0.045 b 0.300 0.500 0.012 0.020 c 0.100 0.200 0.004 0.008 D 2.820 3.020 0.111 0.119 E 1.500 1.700 0.059 0.067 E1 2.650 2.950 0.104 0.116 e 0.950(中心到中心)0.037(中心到中心)e1 1.800 2.000 0.071 0.079 L 0.300 0.600 0.012 0.024 0 8 0 8 ecE1DbEe1AA2A1L0.2 April 25,2019 11 DS_KP3111_REV1.1_CN Kiwi Instruments Corp.Confidential KP3111 高性能、低成本离线式高性能、低成本离线式PWM功率开关功率开关 修订记录修订记录 日期日期 版本版本 描述描述 2017/12/18 1.0 首次发行 2019/04/25 1.1 更新印章 Date Code 格式 声明声明 必易确保以上信息准确可靠，同时保留在不发布任何通知的情况下对以上信息进行修改的权利。使用者在将必易的产品整合到任何应用的过程中，应确保不侵犯第三方知识产权；未按以上信息所规定的应用条件和参数进行使用所造成的损失，必易不负任何法律责任。