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PN8163 Chipown Rev.1.1 1/11 高性能准谐振交直流转换芯片高性能准谐振交直流转换芯片 概述概述 PN8163内部集成了准谐振工作模式的电流模式 控制器和功率MOSFET，专用于高性能、外围 元器件精简的交直流转换开关电源。 该芯片提供了极为全面和性能优异的保护功 能，包括输出过压保护、逐周期过流保护、过 载保护、软启动、输入欠压保护功能。通过 QR-PWM、QR-PFM、Burst-mode的三种模式混 合调制技术和特殊器件低功耗结构技术实现了 超低的待机功耗、全电压范围下的最佳效率。 频率调制技术和Soft Driver技术充分保证良好的 EMI表现。 封装封装/订购信息订购信息 SOP8 VDD DMG FBSW SW GNDSW SW 订购代码订购代码 封装封装 输出输出过压过压保保 护护功能功能 PN8163SE-H1 SOP8 自动重启 PN8163SE-P1 SOP8 锁存 注：最大输出功率是在环境温度45的密闭式应用情形下测 试 特性特性 内置650V高雪崩能力的功率MOSFET 准谐振工作 最高开关频率125kHz 外围精简，无需启动电阻及CS检测电阻 高低压脚位两侧排列提高安全性 内置高压启动，空载待机功耗50mW 230VAC 改善EMI的频率调制技术 供电电压9-38V，适合宽输出电压应用 优异全面的保护功能 过温保护 输出过压保护 输入欠压保护 逐周期过流保护 输出开/短路保护 次级整流管短路保护 过负载保护 应用领域应用领域 充电器 适配器 开放式开关电源 典型电路典型电路 FB Snubber AC 85265V DC Output OTP Block HV Start Block PWM Switch &Gate Driver SUPPLY &UVLO VDD SW PN8163 QR detect CS Block FB Block GND DMG Block DMG w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商 现货TEL:13808858392 杜S PN8163 Chipown Rev.1.1 2/11 管脚定义管脚定义 管脚名管脚名 管脚标号管脚标号 管脚功能描述管脚功能描述 GND 1 地 VDD 2 工作电压输入引脚 FB 3 反馈输入引脚 DMG 4 去磁引脚, 通过电阻分压采样输出电压和输入电压 SW 5,6,7,8 高压 MOSFET漏极脚 典型功率典型功率 封装封装 输入输入电压电压 密闭式条件密闭式条件(1) SOP8 85265VAC 20W 备注： 1. 最大输出功率是在环境温度 45 C的密闭式应用情形下测试。 功能框图功能框图 UVLO &VINT BGR &BIAS VDD OVP Vout OVP Vin/Vout Detector Valley Detector LEB OLP PWM Jitter 1/Avcs J Q Q K SET CLR S R Q DMG CS FB DRV SW QR Control HV Start Oscillator OCP Logic Control 2nd OCP CS GND VDD Vin UVP Vth_OC OTP QR QR OSCP 3 4 1 2 58 w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商 PN8163 Chipown Rev.1.1 3/11 极限工作范围极限工作范围 VDD 脚耐压.-0.340V FB 脚耐压.-0.36.5V DMG 脚耐压(IDMG10mA)-16.5V SW脚耐压 . -0.3650V 结工作温度范围.-40150 C 存储温度范围.-55150 C 管脚焊接温度 （10秒）.260 C 封装热阻JC （SOP8）.40 C /W 人体模式ESD 能力(1)（HBM）. 2kV 漏极脉冲电流（Tpulse=100us）.5A 备注： 1. 产品委托第三方严格按照芯片级 ESD标准(ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2017)中的测试方式和流程进行测试。 电气特性电气特性 (TA= 25 C, 除非另有说明。) 参数参数 符号符号 条件条件 最小值最小值 典型值典型值 最大值最大值 单位单位 功率部分功率部分 功率管耐压 BVDSS ISW =250uA 650 V 关态漏电流 IOFF Vsw =520V 10 25 40 A 导通电阻 RDS(on) ISW = 1.0A, TJ = 25 C 2 VDD电压部分电压部分 VDD启动阈值电压 VDDon 15.5 16.5 17.5 V VDD欠压保护阈值电压 VDDoff 7 8 9 V VDD BM保持阈值 Vhold 9 V VDD过压保护电压 VDDovp 38 39 40 V VDD电流电流部分部分 启动管充电电流 IVDD_CH -2.0-1-0.5mA 开关态工作电流 IVDD0 VFB=3.5V 1.0 2.0 4.0 mA 间歇态工作电流 IVDD1 VFB=0.5V 0.4 0.8 1.5 mA 保护态工作电流 IVDD_Fault 0.2 0.6 1.5 mA FB检测部分检测部分 FB 开路电压 VFB 4.6 4.8 5.4 V FB 短路电流 IFB_SHORT 0.18 0.22 0.24 mA 降频模式阈值电压 VFB_PFM VDMG1.4V 2.5 V VDMG 1.4V 2 V 间歇模式阈值电压 VFB_BM 1.15 V 间歇模式迟滞电压 VFB_BM_HYS 100 mV 过载保护阈值电压 Vth_OLP 4.1 4.3 4.5 V CS电流检测部分电流检测部分 软启动时间 Tss 7.5 ms 前沿消隐时间 TLEB 400 ns 最大峰值电流 IDlim 1.05 1.1 1.15 A w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商 PN8163 Chipown Rev.1.1 4/11 参数参数 符号符号 条件条件 最小值最小值 典型值典型值 最大值最大值 单位单位 Burst-mode峰值电流 IDbm 0.3 A 次级整流短路保护阈值 IDSP 2.2 A 次级整流短路保护 延迟时间 Td_DSP 7 Cycles DMG检测部分检测部分 输出过压保护阈值 VDMG_OVP VFB=2.0V 2.7 3 3.3 V 输出过压保护延迟时间 Td_DOVP 7 Cycles 最大时钟开启等待时间 Thold 5 us 最大开启时间 Ton_max 25 us 最高工作频率 Fosc_QR 125 kHz 间歇态工作频率 Fosc_BM 22 25 28 kHz 输入欠压保护阈值 IDMG_BNO 180 200 220 uA 输入欠压保护延迟时间 Td_BNO 30 ms 过温保护部分过温保护部分 过温保护温度 TSD 130 145 C 过温保护回差 THYST 20 C w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商 PN8163 Chipown Rev.1.1 5/11 特性曲线特性曲线 -50-250255075100125 500 600 700 800 900 BVDSS (V) Junction Temperature() (a)BVDSS vs Tj -50-250255075100125 0 1 2 3 4 5 RDS(ON) ( ) Junction Temperature() (b)RDS(on) vs Tj -50-250255075100125 14 15 16 17 18 19 VDDon(V) Junction Temperature() (c)VDDon vs Tj -50-250255075100125 6 7 8 9 10 VDDoff(V) Junction Temperature() (d)VDDoff vs Tj -50-250255075100125 37 38 39 40 41 42 VDDovp(V) Junction Temperature() (e)VDDovp vs Tj -50-250255075100125 0 1 2 3 4 5 VDMG_OVP(V) Junction Temperature() (f)VDMG_OVP vs Tj -50-250255075100125 105 115 125 135 145 FOSC_QR(kHz) Junction Temperature() (g)FOSC_QR vs Tj w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商 PN8163 Chipown Rev.1.1 6/11 功能描述功能描述 1.启动启动 在启动阶段，内部高压启动管提供充电电流对 外部VDD电容进行充电。当VDD电压达到 VDDon，芯片开始工作；高压启动管停止对 VDD电容充电。启动过程结束后，变压器辅助 绕组对VDD电容提供能量。 2.软启动软启动 启动阶段，漏极的最大峰值电流限制逐步的提 高；因此可以大大减小器件的应力，防止变压 器饱和。 3.输出驱动输出驱动 PN8163采用优化的图腾柱结构驱动技术，通过 合理的输出驱动能力以及死区时间，得到较好 的EMI特性和较低损耗。 4.谷底开通谷底开通 PN8163是一款工作于准谐振模式的集成芯片， 通过DMG检测到的消磁信号实现精确谷底开 通，以提高系统的转换效率。 在PWM模式，由第一谷底产生开启信号，工作 频率由系统设计的变压器参数决定，最高工作 频率限制在125kHz。 125kHz 25kHz VFB_BMVFB_PFM FB Frequency 1st QR Mode PFM BM 图1. FB与工作频率曲线示意图 5.降频工作模式降频工作模式 PN8163提供降频工作模式，通过检测FB脚电 压，在轻载和空载条件下降低开关频率以提高 轻载效率。当FB脚电压小于VFB_PFM，芯片进入 降频工作模式，开关频率随负载降低而降低， 直至最小频率25kHz。 6.间歇工作模式间歇工作模式 极轻载时，PN8163进入间隙工作模式以减小待 机功耗。当负载减轻，反馈电压减小；当FB脚 电压小于VFB_BM，芯片进入间歇工作模式，功 率管关断。当FB脚超过VFB_BM+VFB_BM_HYS时， 开关管再次导通。 7.去磁引脚去磁引脚DMG PN8163去磁引脚DMG, 通过电阻分压采样输出 电压和输入电压，同时实现了波谷检测、输出 过压保护和输入欠压保护的功能。 8.过载保护过载保护 如果负载电流超过预设定值时，系统会进入过 载保护。当VFB电压超过Vth_OLP ，经过固定延迟 时间，开关模式停止。 9.输入输入/输出保护输出保护 PN8163通过DMG脚在芯片开启阶段采样输入电 压，实现输入欠压保护。同时，PN8163通过 DMG脚在芯片关断阶段采样输出电压实现精准 的输出过压保护。 输入欠压保护(Vin_BNO)： a P BNODMGBNOin N N IRV _ 1(1) 输出过压保护(VDMG_ovp)： 21 2 _ RR R N N VV S a outOVPDMG (2) 其中R1是指DMG上偏电阻，单位，R2是指 DMG下偏电阻，单位，Na是指变压器辅助绕 组圈数，Np是指变压器原边绕组圈数，Ns是指 变压器副边绕组圈数， IDMG_BNO是指输入欠压 保护阈值，单位A，Vin_BNO是指整流桥后欠压 保护电压，单位V，VDMG_ovp是指输出过压保护 电压，单位V。 w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商 PN8163 Chipown Rev.1.1 7/11 10. 过温保护过温保护 功率MOSFET和控制芯片集成在一起，使得控 制电路更易于检测MOSFET的温度。当温度超 过145，芯片进入过温保护状态。 w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商 PN8163 Chipown Rev.1.1 8/11 典型应用电路典型应用电路 N L GND SW SW FB VDD Vout GND DMG T1 GND SW SWVCC SW SW GND NC PN8307M/H SW SW PN8163 EC1 C1 R2 C2 D1 R1 R3 外围参数选择参考外围参数选择参考 为了获得更佳的 PN8163系统性能，请务必遵守以下规则： 1. VDD 电容 EC1 应放置在距离 VDD 引脚和 GND引脚最近的地方。 2. PN8163 GND引脚到输入电解电容地的走线尽量短而粗。 3. PCB布板时，PN8163和 PN8307 SOP8封装引脚正下方禁止大面积敷铜，避免波峰焊异常时造成封装 分层失效。 4. PN8163 DMG脚建议并联电容 C1 以提升采样网络的抗干扰性，推荐值 10 pF。 5. PN8163 FB 脚建议并联电容 C2以提升系统环路的稳定性，推荐值 1 nF。 6. 建议 D1供电二极管串联电阻 R3以提升系统安规能力，推荐值 4.7 ohm。 w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商 PN8163 Chipown Rev.1.1 9/11 封装信息封装信息 封装外形尺寸封装外形尺寸SOP8 尺寸尺寸 符号符号 最小最小 （mm） 标准标准 （mm） 最大最大 （mm） 尺寸尺寸 符号符号 最小最小 （mm） 标准标准 （mm） 最大最大 （mm） A 1.75 D 4.80 4.90 5.00 A1 0.10 0.225 E 5.80 6.00 6.20 A2 1.30 1.40 1.50 E1 3.80 3.90 4.00 A3 0.60 0.65 0.70 e 1.27BSC b 0.39 0.47 h 0.25 0.50 b1 0.38 0.41 0.44 L 0.50 0.80 c 0.20 0.24 L1 1.05REF c1 0.19 0.20 0.21 0 8 表层丝印表层丝印 封装封装 PN PN8163 YWWXXXXX SOP8 备注：Y：年份代码；WW：周代码；XXXXX：内部代码 备注： 1. 此制图可以不经通知进行调整； 2. 器件本体尺寸不含模具飞边。 w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商 PN8163 Chipown Rev.1.1 10/11 编带和卷轴信息编带和卷轴信息 SOP8 Package A (mm) T (mm) T1 (mm) H (mm) C (mm) D (mm) d (mm) A0 (mm) B0 (mm) K0 (mm) 330 1.0 3 +1/-0 12.4 +1/-0 100 0.5 12.00 +0.5/-0.2 17.70 0.40 2.00 +0.5/-0.2 6.60 0.1 5.3 0.1 1.9 0.1 W (mm) F (mm) E1 (mm) P0 (mm) P1 (mm) P2 (mm) D0 (mm) D1 (mm) Pin 1 Quadrant 12.00 0.1 5.50 0.1 1.75 0.10 4.00 0.10 8.0 0.1 2.0 0.1 1.5 +0.1/-0 1.55 0.05 UL 备注： 1. 此制图可以不经通知进行调整； 2. 所有尺寸是毫米公制的标称值； 3. 此制图并非按严格比例，且仅供参考。客户可联系芯朋销售代表获得更多细节； 4. 此处举例仅供参考。 w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商 PN8163 Chipown Rev.1.1 11/11 重要声明重要声明 无锡芯朋微电子股份有限公司保留更改规格的权利，恕不另行通知。无锡芯朋微电子股份有限公司对 任何将其产品用于特殊目的的行为不承担任何责任，无锡芯朋微电子股份有限公司没有为用于特定目 的产品提供使用和应用支持的义务。无锡芯朋微电子股份有限公司不会转让其专利许可以及任何其他 的相关许可权利。 w w w .s z l w t e ch .co m深圳市骊微电子芯朋微一级代理商