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在現(xiàn)代電子設(shè)備中，開關(guān)電源因其高效率、小體積和高可靠性而被廣泛應(yīng)用。其中，反激式開關(guān)電源作為一種常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于電源適配器、充電器等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)的反激式開關(guān)電源通常使用整流二極管進(jìn)行輸出整流，這在一定程度上限制了系統(tǒng)的效率。為了克服這一問(wèn)題，Pou ICS 推出了 PL3331 同步整流芯片，為反激式開關(guān)電源提供了一種高效、可靠的解決方案。
PL3331 是一款專為反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)的同步整流芯片。它內(nèi)部集成了一個(gè) 40V 耐壓的功率開關(guān)，能夠替代傳統(tǒng)的整流二極管，從而顯著提升系統(tǒng)的效率。通過(guò)檢測(cè)內(nèi)部功率管源漏兩端的電壓，PL3331 能夠智能地判斷何時(shí)閉合或斷開功率管，確保高效的能量傳輸。此外，PL3331 還兼容斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）和準(zhǔn)諧振（QR）工作模式，使其能夠適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
PL3331 的典型應(yīng)用電路圖展示了其在反激式開關(guān)電源中的簡(jiǎn)潔而高效的連接方式。在圖中，輸入電壓（V+）通過(guò)變壓器連接到 PL3331 的 SW 管腳，而輸出電壓則通過(guò)電容（Cout）進(jìn)行濾波。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，PL3331 的 VDD 管腳需要連接到一個(gè)穩(wěn)定的電源，通常是從輸出電壓中獲取。此外，為了降低成本，當(dāng) Cvdd 盡量靠近輸出電容 Cout 時(shí)，可以省略 Cvdd。
PL3331 的應(yīng)用說(shuō)明詳細(xì)闡述了其在反激式開關(guān)電源中的工作原理和關(guān)鍵特性。
PL3331 設(shè)計(jì)了功率管開啟和關(guān)斷的消隱功能，以減少干擾對(duì)系統(tǒng)的影響。當(dāng)功率管開啟后，會(huì)至少保持約 650ns 的開啟時(shí)間（TON_MIN），而當(dāng)功率管斷開后，會(huì)至少保持約 1.9us 的關(guān)斷時(shí)間（TOFF_MIN）。這種設(shè)計(jì)確保了功率管在開關(guān)過(guò)程中不會(huì)因短暫的干擾而誤動(dòng)作，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
在系統(tǒng)上電過(guò)程中，PL3331 內(nèi)部集成的 VDD 檢測(cè)電路會(huì)確保功率管在系統(tǒng)完全啟動(dòng)前一直處于斷開狀態(tài)。副邊電流首先流過(guò)功率 MOS 的體二極管，直到 VDD 端電壓超過(guò)芯片的啟動(dòng)閾值電壓時(shí)，芯片才開始正常工作。這種設(shè)計(jì)有效避免了在系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定狀態(tài)。
PL3331 提供了 VDD 欠壓保護(hù)功能，以確保芯片在低電壓條件下不會(huì)誤操作。當(dāng) VDD 電壓低于欠壓閾值（UVLO_OFF）時(shí)，芯片進(jìn)入欠壓保護(hù)模式，功率管不會(huì)開啟。為了防止 VDD 上升過(guò)程中可能出現(xiàn)的電壓抖動(dòng)對(duì)芯片造成影響，PL3331 內(nèi)部設(shè)置了閾值遲滯。其上升閾值和下降閾值的典型值分別為 3.1V 和 2.8V。
PL3331結(jié)構(gòu)框圖如下所示~
在副邊導(dǎo)通時(shí)，電流首先流過(guò)功率 MOS 的體二極管。當(dāng)芯片檢測(cè)到功率 MOS 漏極與源極壓差小于開啟閾值（VON_TH）時(shí)，芯片經(jīng)過(guò)時(shí)間 TDON 開啟功率 MOS。VON_TH 和 TDON 的典型值分別為 -200mV 和 80ns。這種設(shè)計(jì)確保了功率管在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻開啟，從而提高了系統(tǒng)的效率。
當(dāng)流經(jīng)功率 MOS 的電流逐漸下降，直到 MOS 漏極與源極的壓差超過(guò)關(guān)斷閾值（VOFF_TH）時(shí)，芯片經(jīng)過(guò)時(shí)間 TDOFF 關(guān)閉功率 MOS。VOFF_TH 和 TDOFF 的典型值分別為 -12mV 和 50ns。這種設(shè)計(jì)確保了功率管在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻關(guān)閉，從而避免了不必要的能量損耗。
PL3331 擁有眾多顯著的特點(diǎn)，使其成為反激式開關(guān)電源的理想選擇。
PL3331 內(nèi)置了一個(gè) 40V 耐壓的功率開關(guān)管，其導(dǎo)通電阻（Ron）在 Vgs=10V、Id=1A 時(shí)僅為 19mΩ。這種低導(dǎo)通電阻的設(shè)計(jì)顯著降低了功率損耗，從而提高了系統(tǒng)的整體效率。
PL3331 能夠兼容斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）和準(zhǔn)諧振（QR）工作模式，使其能夠適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場(chǎng)景。這種靈活性使得 PL3331 能夠在廣泛的電源設(shè)計(jì)中使用，無(wú)論是傳統(tǒng)的電源適配器還是現(xiàn)代的充電器。
PL3331 通過(guò)檢測(cè)內(nèi)部功率管源漏兩端的電壓來(lái)判斷何時(shí)開啟或關(guān)閉功率管，無(wú)需外部控制信號(hào)。這種自檢測(cè)功能簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，減少了外部元件的數(shù)量，從而降低了成本并提高了系統(tǒng)的可靠性。
PL3331 的設(shè)計(jì)減少了對(duì)外部元件的依賴，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。這不僅降低了成本，還減少了 PCB 面積，使得 PL3331 成為緊湊型電源設(shè)計(jì)的理想選擇。
PL3331 提供 SOP8 封裝形式，其尺寸緊湊，適合各種小型化電源設(shè)計(jì)。詳細(xì)的封裝尺寸參數(shù)如下：
| 參數(shù) | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| A | - | - | 1.75 | mm |
| A1 | 0.1 | - | 0.25 | mm |
| A2 | 1.25 | - | - | mm |
| C | 0.1 | 0.2 | 0.25 | mm |
| D | 4.7 | 4.9 | 5.1 | mm |
| E | 3.7 | 3.9 | 4.1 | mm |
| H | 5.8 | 6 | 6.2 | mm |
| L | 0.4 | - | 1.27 | mm |
| b | 0.31 | 0.41 | 0.51 | mm |
| e | 1.27 | - | - | mm |
| y | - | - | 0.1 | mm |
| θ | 0° | - | 8° | ° |