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本帖最后由 Heaven_1 于 2022-1-25 18:08 编辑
: G3 d9 {4 J7 x' o/ e" j4 s. E
; F& A3 o7 u% H4 `' f2 ~% k一、基础参数
( z7 d1 q5 P% h7 _7 {1 集成高效率的 DC-DC 转换器和片上变压器
9 h: [( C ]3 }3 O5 n' K -内置软启电路来防止浪涌电流和输出过冲 -过载和短路保护功能 -过热关断保护功能 2 输入电压范围:4.5 V ~ 5.5 V 3 输出电压可选:! s) A" d. c1 r8 q" D
-3.3V、 5.0V、 3.7V、 5.4V -支持在输出端接 LDO 4 输出典型功率:650mW(5V/130mA)
) k9 Y: {0 _; Y# E 5 温度范围:-40 °C ~ 125 °C 6 优异的隔离性能:3 \0 R6 W; |" m( j+ r4 S; r5 Y% o
-高达 5 kVRMS 的隔离电压 -浪涌:10KVpk -高 CMTI:±150 kV/μS(典型) -隔离栅寿命:>40 年 7 封装形式:SOIC16-WB
6 F% c6 l* z; H3 l# z8 O% Q
5 |( o4 B5 K6 v' a
, A8 T0 L* j8 l+ ]: O& `
+ }. [4 l/ D. c% c& ?% z3 M二、工作原理 反馈系统将输出电压反馈到次边侧的控制系统,产生PWM信号,PWM通过OOK调制将数字控制信号传送到原边侧,原边侧再将PWM信号送入驱动,控制原边功率器件的通断,能量从原边侧流向次边侧,从而使输出信号稳定在预设值。 + K! c: K7 ~0 |
4 c9 H( o9 _; K# V
众所周知,开关电源有几大基本模块,即功率器件模块(MOSFET,BJT等)、磁性元器件(电感,变压器等)、控制单元、驱动模块(驱动功率管开和关)。从上图可以看出,CA-IS3105W在原边和次边侧均有功率模块,因此两侧都必须有驱动单元。两边的功率模块通过变压器隔离。两边功率器件的通断将原边的能量源源不断送到次边侧。一般DCDC已经把功率器件,驱动控制集成在一起,变压器集成在片上的就不多了。 CA-IS3105W将微变压器集成在片内基板上。 因此CA-IS3105W是高度集成化产品。
* H8 \' n6 r9 X. t& V5 V+ ^
3 B: ~9 v3 p' D6 E三、产品性能
- c5 |+ O$ B; T/ [" u软启动 + r" w% v( K- g" e: M9 b
软起动可以有效防止输入电流涌入,保障整个电源系统的安全运行。 下图为软起动波形,整个启动过程大致分为三个阶段: 输入电压还未达到原边侧UVLO,这时候芯片不工作。 当输入信号达到UVLO,但是次边侧还没有达到,此时次边侧电压阶梯式缓慢爬升。 当次边侧电压达到UVLO时,控制电路开始工作,控制环路接管整个控制系统,输出电压快速爬升,直到达到预设值。 " Y5 \! |: g9 p/ O: J& ^% D5 d
: \. v& x+ {) y5 }8 Q0 }
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输出短路保护
& t% [; E) [2 t) S5 `% c短路保护工作机制大致如下:当检测到输出电压低于短路阈值时,芯片停止工作。 等待4ms后,芯片尝试重新启动。 如果在1ms时间内输出电压没有达到预定电压,此时系统判定短路存在,保护机制继续工作。 如果在1ms时间内输出达到预定电压,此时系统判定短路解除。 : C# _4 W, P; [9 f" V3 v4 v' \
8 S7 J5 n+ A; F: Z8 q8 s1 e9 D输出电压4档可选 ( |" G2 \3 y5 m
通过配置SEL引脚可以输出4种输出电压: 5.4V/3.7V输出电压为LDO提供输入电压,为后接芯片提供低噪音电源。 注意事项: 1>在芯片启动前,需先设定好输出电压,即SEL引脚配置好。 2>SEL引脚不要悬空。 3>在芯片工作过程中,不建议动态改变VISO输出电压。
: p+ M6 x3 S D- g5 S: O4 v) \+ K3 |& ^0 Z4 n- S5 a0 B
动态响应 : B# v: _) D% [' d+ q0 j
从10%到100%动态负载情况下输出电压超调和跌落值只有十几mV。
3 ^/ B6 e9 j) i: Z8 ^" i o( U% ^转换效率 8 D2 O; _6 K% g/ T3 q; P0 Y" j
效率曲线如图所示,满载情况下最高效率为54%
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* @0 }, R; i' [- L/ ePCB设计注意事项
4 y K0 U8 E# M
0 |0 b$ D- ~9 M% `1 i( Y) E8 T7 M1> 在输入VINP和输出VISO处放置至少10μF电容0 ^3 P/ e4 B+ F$ m1 h
2> 输入和输出电容靠近芯片引脚摆放,距离<2mm 3> 在中间层加入VINP,VISO铜箔以增加寄生电容 4> GNDP,GNDS交叠电容以改善EMI 5> GNDP和GNDS间铜箔注意爬电距,间距>8mm 6> 电源平面构建边缘防护 4 Q- l. U7 u9 j$ {
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四、应用场景
7 G# q! B+ P! g. \; M5 PPLC应用 ! e7 u4 z4 ]% T1 n3 o" G
CA-IS3105W为隔离电源,可以为各种隔离器供电。 在PLC中,使用了各种数字隔离器,例如川土CA-IS37XX、CA-IS36XX等。 ; s5 n9 W* J+ h8 B+ D3 \
) ~! W/ X" a( _3 FBMS应用 u6 H8 z& x- T: m7 B
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BMS中使用了隔离CAN和隔离I2C,该隔离电源配合CA-IS305X系列产品,形成隔离CAN方案。
# ~) R2 S# S3 v# N8 A( X& U) X 川土也提供了集成隔离电源的CAN接口芯片CA-IS3062W。 . h0 U" o3 ]' s1 Y3 e7 n/ W2 e
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光伏逆变应用 - K1 T/ q1 {# P/ E4 d+ X* ^' q
光伏逆变器中使用到了隔离485/422,隔离电流放大器。CA-IS3105W为这些隔离产品提供能量。
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