在現(xiàn)代電子設(shè)備中，開關(guān)電源因其高效率、小體積和良好的輸出特性而被廣泛應(yīng)用。LP2178BL作為一款非隔離降壓開關(guān)電源恒壓控制驅(qū)動(dòng)芯片，以其卓越的性能和簡潔的設(shè)計(jì)，為小家電、白色家電等開放式電源應(yīng)用提供了理想的解決方案。本文將詳細(xì)介紹LP2178BL的技術(shù)規(guī)格、管腳封裝以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，幫助工程師更好地理解和利用這款芯片。

LP2178BL芯片概述

LP2178BL是一款高效率、高精度的非隔離降壓開關(guān)電源恒壓控制驅(qū)動(dòng)芯片，適用于85VAC~265VAC的全范圍輸入電壓。它特別適合小家電和白色家電等電源驅(qū)動(dòng)場景。該芯片內(nèi)部集成了750V高壓功率管，采用恒壓控制模式，能夠工作在連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）和不連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）。通過特有的PFM（脈沖頻率調(diào)制）控制方式，LP2178BL能夠顯著改善音頻特性，同時(shí)內(nèi)置峰值電流控制，無需外部CS電阻，簡化了外圍電路設(shè)計(jì)。

技術(shù)規(guī)格

1. 基本特性

• 集成750V功率管：確保在高輸入電壓下穩(wěn)定工作。
• 恒壓控制：固定5V輸出電壓，適用于多種應(yīng)用場景。
• 內(nèi)置峰值電流控制：無需外部CS電阻，簡化電路設(shè)計(jì)。
• 內(nèi)置啟動(dòng)電路：無需啟動(dòng)電阻，減少外圍元件數(shù)量。
• 優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能：快速響應(yīng)負(fù)載變化，確保輸出電壓穩(wěn)定。
• 優(yōu)異的EMI特性：降低電磁干擾，簡化EMI設(shè)計(jì)。
• 低待機(jī)功耗：小于75mW，符合節(jié)能要求。
• 多重保護(hù)功能：包括VCC鉗位/欠壓保護(hù)、輸出短路保護(hù)、電感過電流保護(hù)及過溫保護(hù)等。

2. 推薦工作范圍

• 輸入電壓范圍：85VAC~265VAC。
• 輸出電流：在溫升△T≤60℃時(shí)，最大輸出電流為300mA。

3. 電氣參數(shù)（VCC = 5V, TA = 25℃）

管腳封裝

管腳描述

極限參數(shù)

內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

LP2178BL的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：

主要功能模塊

1. 欠壓保護(hù)：確保VCC電壓在安全范圍內(nèi)。
2. 上電重置：在系統(tǒng)上電時(shí)，確保芯片處于復(fù)位狀態(tài)。
3. VCC鉗位：限制VCC電壓，防止過高電壓損壞芯片。
4. 控制驅(qū)動(dòng)：根據(jù)反饋信號調(diào)整輸出脈沖寬度。
5. 前沿消隱：防止開關(guān)噪聲干擾。
6. 電流檢測：監(jiān)測電感電流，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。
7. 頻率調(diào)制：通過抖頻技術(shù)改善音頻特性。
8. 輸出短路保護(hù)：在輸出短路時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。

應(yīng)用信息

啟動(dòng)過程

LP2178BL的啟動(dòng)過程非常簡潔。芯片僅需1uA的啟動(dòng)電流，系統(tǒng)上電后，通過內(nèi)部啟動(dòng)供電電路對VCC的電容進(jìn)行充電。當(dāng)VCC電壓達(dá)到芯片開啟閾值時(shí)，內(nèi)部控制電路開始工作，輸出電壓開始上升并建立。在輸出電壓穩(wěn)定后，VCC由輸出電壓供電，確保系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行。

恒壓控制

恒壓控制是LP2178BL的核心功能之一。通過VCC恒壓反饋控制閾值設(shè)定，輸出電壓的計(jì)算公式為：$Vo=V_{C{C}_{REG}}+V_{D2}?V_{D3}$其中，$V_{C{C}_{REG}}$是VCC恒壓反饋控制閾值（典型值為5.38V），$V_{D2}$是續(xù)流管壓降，$V_{D3}$是VCC反饋（供電）二極管壓降。通過精確的反饋控制，LP2178BL能夠確保輸出電壓的穩(wěn)定性和精度。

PFM和峰值電流控制

LP2178BL采用PFM和峰值電流控制方式，以適應(yīng)不同的負(fù)載條件。在負(fù)載較重時(shí)，系統(tǒng)工作在最大峰值電流和最大工作頻率；隨著負(fù)載的減小，峰值電流和工作頻率逐漸降低，最終在空載時(shí)工作在最小峰值電流和最小工作頻率。這種控制方式不僅提高了系統(tǒng)的效率，還改善了音頻特性。

保護(hù)功能

• VCC鉗位/欠壓保護(hù)：防止VCC電壓過高或過低，保護(hù)芯片免受損壞。
• 輸出短路保護(hù)：在輸出短路時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，防止過流損壞。
• 電感過電流保護(hù)：當(dāng)電感電流超過設(shè)定值時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)限制電流，保護(hù)電感和芯片。
• 過溫保護(hù)：當(dāng)芯片溫度超過150℃時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，防止熱損壞。

PCB設(shè)計(jì)指南

• VCC旁路電容：CVCC需要緊靠芯片的VCC和GND引腳，以減少寄生電感和電容的影響。
• 功率環(huán)路面積：減小功率環(huán)路的面積，如功率電感、功率管、母線電容的環(huán)路面積，以及功率電感、續(xù)流二極管、輸出電容的環(huán)路面積，以減少EMI輻射。
• C引腳鋪銅面積：適當(dāng)增加C引腳的鋪銅面積，以提高芯片的散熱性能。

總結(jié)