P系列电源管理IC规格书
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这款原边反馈控制芯片工作在脉冲频率调 制 （PFM）模式下，负载越轻，频率越小，所 以轻载时 系统的功耗很小。启动电流最大为 30uA，所以可以使用很大的启动电阻从而提高 了节能效果。
这款原边控制芯片同时也提供了非常多的 保护功 能。FB 引脚配置了过压保护和输入欠压 锁定。每一周 期的电流限制和恒流控制保证了 在重载下的过流保 护。另外，过温保护能将控 制芯片关掉，并能在过温 状态解除时重启。
ZCP
IC内部方框图
小钟工微电子
P系列IC应用报告
图 8 : PTE02D PTE01D PTA02D PTF02D 内部方框图
图 9 : PTA05S PTA06S PJA02S PTB05B 内部方框图
P系列品牌电源管理IC
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P系列IC应用报告
IC功能介绍
这款高度集成的原边反馈控制芯片包含了 许多功能，这些功能有效地提高了小功率反激 变换器 性能。原边反馈的拓扑简化了电路的设 计，无需副边 反馈，就可以实现精确的恒压和 恒流。通过芯片内部 的抖频技术，EMI 可以使 用最小的滤波器来解决。所 以，与传统的设计 和线性变压器比较，充电器更小更 轻了。
LEB 时间
每一次功率三极管 Q1 开通时，由吸收二 极管 D5 的反向恢复和功率三极管 Q1 的寄生 电容所产生的尖 峰将会反映在 CS 的检测的信 号上。为了防止功率三 极管 Q1 的误动作，这 款原边反馈控制芯片的检测将 会在上升沿有一
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P系列IC应用报告
PTA06S主要用于12W以内高端 充电器 适配器 LED电源, 并带有可调节输出线损补偿， PTA06S CV 精度：±2%，CC 精度：±2%；
PTA08S主要用于6W以内高端 充电器 适配器 LED电源, 并带有可调节输出线损补偿， PTA08S CV 精度：±2%，CC 精度：±2%；
P系列品牌电源管理IC
图 15：芯片的FB 脚工作电路
输入欠压保护 这款原边反馈控制芯片有一个内置的输入 欠压保 护功能。如图 16 所示，当功率三极管 Q1 导通时，
图 14：VCC 启动和关断电压
输出过压保护及开环保护 图 15 所示，正常工作时，输出电压反馈 为辅助
绕组的电压，辅助绕组通过 R4 和 R5
P系列品牌电源管理IC
频率抖动
这款原边反馈控制芯片集成了内部的抖频 功能来 提高 EMI 的性能。输出电压电流特性 电池充电器一般 会设计两种工作模式，恒压充电与恒流充电。图 12 所 示为基本的充电 特性。当电池电压很低时，充电器工 作在恒流 充电状态。这是电流充电的主要方式。当电 池 电压达到它的最终电压时，电流便逐渐停止。 充电 器便进入恒压充电模式。最终，充电电流 逐渐减小直 到零。
Vcsth=0.5V 所以，输出电流 Io 可以通过 Nps 和 Rcs 来计算，
确定好 Nps 和 Rcs 后，原边反馈控制 芯片就可以确定 功率三极管的关断时间，从而 提供恒定的输出电流。
降频工作模式 原边反馈控制芯片在恒压工作模式下时， 工作频
率随着负载电流的减小而减小，负载电 流减小到0 时，频率降到最低。有了这种控制 模式， 电源控制芯片能轻松满足最严格的功率
图 3：PTA02D PTB02D 典型应用电路
图 4：PTE01D 典型应用电路
图 5： PTA05S PJA02S PTB05B 典 型应用电路
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图 6： PTA06S 典型应用电路
图 7： PTA08S 典型应用电路
P系列品牌电源管理IC
PTA7803和PTF02D
无
内置默认 3W以内低端
PTE01D和PTA02D和
内置默认 内置默认 4W以内中端
PTB02D
PTA05S和PJA02S和
内置默认 内置默认 5W以内中端
PTB05B
PTA06S(外推MOS管) PTA08S(内置MOS管)
外部设置 外部设置
外部可调 18W以内高端 内置默认 5W以内高端
通过使用这款原边反馈的芯片，充电器能 够用很少的外围器件和最低的成本实现恒压和 恒流的 功能。
内部工作框图
恒压控制
原边反馈的控制方法可以在无需副边电压 与电流 检测的情况下实现精确的恒压/恒流控 制。图 2 3 4 5 6是典型应用线路。图 8 9 是芯片 内部框图， 图 11 是 一些主要的波。副边输出 状态是在功率三极管关断时从 原边的辅助绕组 得到的。使用一些独特的采样方法来 复 制 输 出 绕 组 电 压 (Vs) 和 副 边 二 极 管 的 放 电 时 间 (Tdis)。 采样后的电压与内部精准的参考电压(VFB) 比 较后再通过调制误差放大器的输出来确定开关 管的 关断时间。这种简易的方法实现精确的输 出电压调 节。
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P系列IC应用报告
原边反馈控制芯片 P系列IC 的设计和应用指南
摘要
特点
这份应用资料介绍了P系列IC原边反馈控制 芯片及其应用电路。详细描述了它的特点和工作 原理，并结合实际的应用方案介绍外围电路的设 计流程。
应用范围
手机，无绳电话，PDA，数码相机 和电动工具的电池充电器 LED 射灯、灯杯和球泡灯 换线性电源和 RCC 开关电源的最佳选择
图 13 :启动电路 正因为很小的启动电流，所以 R1 的值可 以取得很大，如1.2MΩ。如果VCC 的电容是 4.7uF，启动延迟在90V 交流输入时可以做到1 秒以内。
若电阻 R4 短路或 R5 开路，FB 电压很快 会上升 到 2.5V，芯片会不断重启，一直工作 在打嗝模式；若 电阻 R4 开路或 R5 短路或辅助 绕组开路，没有信号输 入到芯片的 FB 脚，则 芯片启动后会工作一个周期后 关闭芯片的 out 脚的输出，直到芯片下一次启动。
表 1：P系列IC 芯片功能 PTA7803和高精度的PTF02D
主要用于3W以内的低成本充电器方案，对无安规认证要求的电源产品. PTA7803 CV 精度：±10%，CC 精度：±15%； 高精度的 PTF02D CV 精度：±8%，CC 精度：±8%；
PTE01D和PTA02D 和PTB02D 主要用于4W以 内充电器 LED电源, 对安规认证要求的电源产品.
SOT23-5 CS
FB GND OUT VCC
SOT23-6 VCC GND FB
SOP-8
CS FB GND
表 2：引脚定义
CS VCC
ADJ OUT ADJ
78
VPP
典型应用电路
图 1：封装类型
图 2：PTA7803 PTF02D 典型应用电路
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恒流控制
图 10 所示，输出电流Io 在断续模式(DCM) 的反激拓扑中可以通过方程(1) 来表达。
2× Nps ×Vcsth
IO =
7× Rcs
其中：
Nps 是原边与副边线圈匝数比。 Rcs 是电流检测电阻的阻值。 Vcsth 是Rcs 上的电压限制值。 芯片内部设定
PTA02D 和 PTB02D CV 精度：±5%，CC 精度：±8%； ------专用于充电器 PTE01D CV 精度：±8%，CC 精度：±5%； ------ 专用于LED电源
PTA05S和 PJA02S和 PTB05B 主要用于6W以内 充电器 适配器 LED电源, 并带有预置的 输出线损补偿， CV 精度：±3%，CC 精度：±3%；
VCC 欠压锁定
图 14 所示，这款原边反馈控制芯片的开 启和关 断门槛固定在 6V 和 3V。在启动时， VCC 电容必须通 过启动电阻R1 充电至6V 从 而来启动控制芯片。在能量 不能从辅助绕组中 得到时，VCC 电容将一直对控制芯 片供电，直 到辅助绕组开始对VCC 供应大于3V 的电 压。 如果 VCC 电压低于 3V，芯片将进入 VCC 欠 压锁 定状态，关闭芯片内部的一些电路，此时， Vbus 通过 R1 给电容C1 充电，直到VCC 电 压达到6V，芯片再次 启动，打开所有的内部 电路。这个欠压锁定的滞环将 保证在启动时 VCC 电容足够对控制芯片供电。
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芯片型号
PTA7803 PTF02D PTE01D PTA02D PTB02D PTA05S PJA02S
PTB05B PTA06S PTA08S
封装
引脚定义
1
2
3
4
56
TO-92-3 VCC OUT GND
TO-92-4 CS VCC OUT GND
TO-92-4 FB VCC OUT GND
应用信息
系统设计 变压器设计是系统设计中最关键的部分，
系统的工作频率、最大饱和磁通密度和系统工 作状态 (DCM)等都由变压器设定。下面以 5V1A 为例介绍设计 步骤及对应的Excel 应用。
以下为设计中用到的参数及其表示方法：
Vac_max：最大交流输入电压； Vdc_min：输入母线电压最小值； Vdc_max：输入母线电压最大值； C1：主输入电容的容值； T：开关管工作周期； f：开关管工作频率； FL：交流输入电压频率； Ton：功率三极管开通时间； Tdis：输出电感放电时间； L：初级电感量； Ls：次级电感量； Ipk：初级电流峰值； Ipks：次级电流峰值； Np：初级线圈匝数； Ns：次级线圈匝数； Naux：辅助绕组线圈匝数； Nps：初次级线圈匝数比； Vo：输出电压； Io：输出电流； VD：输出二极管的正向压降； Vs：Vo 与VD 之和； Vaux：辅助绕组供电电压； η ：变压器转换效率； Rcs：初级电流采样电阻
图 11：主要波形
通过在 DCM 下良好的变压器设计，原边 反馈控制芯片能够实现精确而稳定的恒流输出 特性。在接下来的篇章中，有一个变压器的具 体设计的介绍
启动电路
图 12：Vo-Io 曲线
当电源启动时，如图 13 所示，输入电压
Vbus 通过启动电阻R1 对电容C1 进行充电。
当电容的电压(VCC)达到芯片启动电压(VCC-ON) 时，原边反馈控制芯片开始启动。
举一个例子，充电器的电源板是 5V/1A。 芯片的
Cable 脚 到 GND 不 接 电 阻 时 ， 输 出 线 端 电 压 为
4.7V，则：
5−4 =
假设满载时工 。 作频率为 60KHZ，则补 偿电阻 为：
所以选择接近 385K 的补偿电阻和一个 22nF 的电容并联在芯片的Cable 脚和GND 之 间就可 以使输出线端电压达到恒定的5V。
电源的启动延迟Tst 可以通过下式来计算：
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分压反馈到芯片的 FB 脚，芯片通过调节关断 时间使 FB 脚电压一直稳定在 1.5V。当输出电压 突然升高，辅 助绕组的电压也跟着升高，导致 FB 检测到的电压升 高，当 FB 电压达到 2.5V 并保持 6us 时，芯片关闭芯片 out 脚的输出， 直到芯片下一次启动。
当输入电压 Vbus 下降时，从芯片的 FB 脚流出的电流 IFB 也会下降，当 Vbus 下降到一 定程 度，IFB 低于芯片内设定值 150uA 时，芯 片的 out 脚 的输出就会立即关闭，VCC 的电压 逐渐地下降到欠压 锁定电压，然后进入 VCC 重启的过程。
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IC芯片功能
无需副边反馈的恒压(CV)和恒流(CC)控制 节能模式：脉冲频率调制控制模式(PFM) 内置抖频来降低 EMI 每一个开关周期的电流限制 过压保护(OVP) 欠压锁定(UVLO) 过温保护(OTP) 输出线损补偿 输入线电压补偿提高输出电流精度 驱动能力可调
百度文库芯片型号
线损补偿功能 驱动能力 适用产品范围
段时间空白。在这一空白的时间内，限流比较 器不使 能，也不能基极驱动电流。
过温保护
图 16：输入低压保护
输出线损补偿 控制芯片内置一个线端补偿功能来补偿输 出导线
的电压损失。不同的输出线规格和长度 将会导致不同 的线端输出电压。输出补偿电阻 可以用下面的公式来 计算补偿的百分比：
当节温超过 145℃时，这款原边反馈控制 芯片有 一个内置的过温检测电路来关闭芯片的 out 脚的输 出。当芯片的 out 脚的输出关闭以 后，VCC 电压将 会逐渐下降到欠压锁定电压 3V。一些内部电路就会关闭从而使得 VCC 电 压重新 上升。当 VCC 达到 6V 时，所有的内 部电路，包括过 温检测电路，又会正常启动。 假如结温仍然高于 145℃，芯片的 out 脚的输 出会立即关掉。这一状态将 持续到过温状态解 除
这款原边控制芯片同时也提供了非常多的 保护功 能。FB 引脚配置了过压保护和输入欠压 锁定。每一周 期的电流限制和恒流控制保证了 在重载下的过流保 护。另外，过温保护能将控 制芯片关掉，并能在过温 状态解除时重启。
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图 8 : PTE02D PTE01D PTA02D PTF02D 内部方框图
图 9 : PTA05S PTA06S PJA02S PTB05B 内部方框图
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IC功能介绍
这款高度集成的原边反馈控制芯片包含了 许多功能，这些功能有效地提高了小功率反激 变换器 性能。原边反馈的拓扑简化了电路的设 计，无需副边 反馈，就可以实现精确的恒压和 恒流。通过芯片内部 的抖频技术，EMI 可以使 用最小的滤波器来解决。所 以，与传统的设计 和线性变压器比较，充电器更小更 轻了。
LEB 时间
每一次功率三极管 Q1 开通时，由吸收二 极管 D5 的反向恢复和功率三极管 Q1 的寄生 电容所产生的尖 峰将会反映在 CS 的检测的信 号上。为了防止功率三 极管 Q1 的误动作，这 款原边反馈控制芯片的检测将 会在上升沿有一
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PTA06S主要用于12W以内高端 充电器 适配器 LED电源, 并带有可调节输出线损补偿， PTA06S CV 精度：±2%，CC 精度：±2%；
PTA08S主要用于6W以内高端 充电器 适配器 LED电源, 并带有可调节输出线损补偿， PTA08S CV 精度：±2%，CC 精度：±2%；
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图 15：芯片的FB 脚工作电路
输入欠压保护 这款原边反馈控制芯片有一个内置的输入 欠压保 护功能。如图 16 所示，当功率三极管 Q1 导通时，
图 14：VCC 启动和关断电压
输出过压保护及开环保护 图 15 所示，正常工作时，输出电压反馈 为辅助
绕组的电压，辅助绕组通过 R4 和 R5
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频率抖动
这款原边反馈控制芯片集成了内部的抖频 功能来 提高 EMI 的性能。输出电压电流特性 电池充电器一般 会设计两种工作模式，恒压充电与恒流充电。图 12 所 示为基本的充电 特性。当电池电压很低时，充电器工 作在恒流 充电状态。这是电流充电的主要方式。当电 池 电压达到它的最终电压时，电流便逐渐停止。 充电 器便进入恒压充电模式。最终，充电电流 逐渐减小直 到零。
Vcsth=0.5V 所以，输出电流 Io 可以通过 Nps 和 Rcs 来计算，
确定好 Nps 和 Rcs 后，原边反馈控制 芯片就可以确定 功率三极管的关断时间，从而 提供恒定的输出电流。
降频工作模式 原边反馈控制芯片在恒压工作模式下时， 工作频
率随着负载电流的减小而减小，负载电 流减小到0 时，频率降到最低。有了这种控制 模式， 电源控制芯片能轻松满足最严格的功率
图 3：PTA02D PTB02D 典型应用电路
图 4：PTE01D 典型应用电路
图 5： PTA05S PJA02S PTB05B 典 型应用电路
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图 6： PTA06S 典型应用电路
图 7： PTA08S 典型应用电路
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PTA7803和PTF02D
无
内置默认 3W以内低端
PTE01D和PTA02D和
内置默认 内置默认 4W以内中端
PTB02D
PTA05S和PJA02S和
内置默认 内置默认 5W以内中端
PTB05B
PTA06S(外推MOS管) PTA08S(内置MOS管)
外部设置 外部设置
外部可调 18W以内高端 内置默认 5W以内高端
通过使用这款原边反馈的芯片，充电器能 够用很少的外围器件和最低的成本实现恒压和 恒流的 功能。
内部工作框图
恒压控制
原边反馈的控制方法可以在无需副边电压 与电流 检测的情况下实现精确的恒压/恒流控 制。图 2 3 4 5 6是典型应用线路。图 8 9 是芯片 内部框图， 图 11 是 一些主要的波。副边输出 状态是在功率三极管关断时从 原边的辅助绕组 得到的。使用一些独特的采样方法来 复 制 输 出 绕 组 电 压 (Vs) 和 副 边 二 极 管 的 放 电 时 间 (Tdis)。 采样后的电压与内部精准的参考电压(VFB) 比 较后再通过调制误差放大器的输出来确定开关 管的 关断时间。这种简易的方法实现精确的输 出电压调 节。
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原边反馈控制芯片 P系列IC 的设计和应用指南
摘要
特点
这份应用资料介绍了P系列IC原边反馈控制 芯片及其应用电路。详细描述了它的特点和工作 原理，并结合实际的应用方案介绍外围电路的设 计流程。
应用范围
手机，无绳电话，PDA，数码相机 和电动工具的电池充电器 LED 射灯、灯杯和球泡灯 换线性电源和 RCC 开关电源的最佳选择
图 13 :启动电路 正因为很小的启动电流，所以 R1 的值可 以取得很大，如1.2MΩ。如果VCC 的电容是 4.7uF，启动延迟在90V 交流输入时可以做到1 秒以内。
若电阻 R4 短路或 R5 开路，FB 电压很快 会上升 到 2.5V，芯片会不断重启，一直工作 在打嗝模式；若 电阻 R4 开路或 R5 短路或辅助 绕组开路，没有信号输 入到芯片的 FB 脚，则 芯片启动后会工作一个周期后 关闭芯片的 out 脚的输出，直到芯片下一次启动。
表 1：P系列IC 芯片功能 PTA7803和高精度的PTF02D
主要用于3W以内的低成本充电器方案，对无安规认证要求的电源产品. PTA7803 CV 精度：±10%，CC 精度：±15%； 高精度的 PTF02D CV 精度：±8%，CC 精度：±8%；
PTE01D和PTA02D 和PTB02D 主要用于4W以 内充电器 LED电源, 对安规认证要求的电源产品.
SOT23-5 CS
FB GND OUT VCC
SOT23-6 VCC GND FB
SOP-8
CS FB GND
表 2：引脚定义
CS VCC
ADJ OUT ADJ
78
VPP
典型应用电路
图 1：封装类型
图 2：PTA7803 PTF02D 典型应用电路
P系列品牌电源管理IC
ZCP
小钟工微电子
P系列IC应用报告
P系列品牌电源管理IC
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恒流控制
图 10 所示，输出电流Io 在断续模式(DCM) 的反激拓扑中可以通过方程(1) 来表达。
2× Nps ×Vcsth
IO =
7× Rcs
其中：
Nps 是原边与副边线圈匝数比。 Rcs 是电流检测电阻的阻值。 Vcsth 是Rcs 上的电压限制值。 芯片内部设定
PTA02D 和 PTB02D CV 精度：±5%，CC 精度：±8%； ------专用于充电器 PTE01D CV 精度：±8%，CC 精度：±5%； ------ 专用于LED电源
PTA05S和 PJA02S和 PTB05B 主要用于6W以内 充电器 适配器 LED电源, 并带有预置的 输出线损补偿， CV 精度：±3%，CC 精度：±3%；
VCC 欠压锁定
图 14 所示，这款原边反馈控制芯片的开 启和关 断门槛固定在 6V 和 3V。在启动时， VCC 电容必须通 过启动电阻R1 充电至6V 从 而来启动控制芯片。在能量 不能从辅助绕组中 得到时，VCC 电容将一直对控制芯 片供电，直 到辅助绕组开始对VCC 供应大于3V 的电 压。 如果 VCC 电压低于 3V，芯片将进入 VCC 欠 压锁 定状态，关闭芯片内部的一些电路，此时， Vbus 通过 R1 给电容C1 充电，直到VCC 电 压达到6V，芯片再次 启动，打开所有的内部 电路。这个欠压锁定的滞环将 保证在启动时 VCC 电容足够对控制芯片供电。
ZCP
小钟工微电子
P系列IC应用报告
芯片型号
PTA7803 PTF02D PTE01D PTA02D PTB02D PTA05S PJA02S
PTB05B PTA06S PTA08S
封装
引脚定义
1
2
3
4
56
TO-92-3 VCC OUT GND
TO-92-4 CS VCC OUT GND
TO-92-4 FB VCC OUT GND
应用信息
系统设计 变压器设计是系统设计中最关键的部分，
系统的工作频率、最大饱和磁通密度和系统工 作状态 (DCM)等都由变压器设定。下面以 5V1A 为例介绍设计 步骤及对应的Excel 应用。
以下为设计中用到的参数及其表示方法：
Vac_max：最大交流输入电压； Vdc_min：输入母线电压最小值； Vdc_max：输入母线电压最大值； C1：主输入电容的容值； T：开关管工作周期； f：开关管工作频率； FL：交流输入电压频率； Ton：功率三极管开通时间； Tdis：输出电感放电时间； L：初级电感量； Ls：次级电感量； Ipk：初级电流峰值； Ipks：次级电流峰值； Np：初级线圈匝数； Ns：次级线圈匝数； Naux：辅助绕组线圈匝数； Nps：初次级线圈匝数比； Vo：输出电压； Io：输出电流； VD：输出二极管的正向压降； Vs：Vo 与VD 之和； Vaux：辅助绕组供电电压； η ：变压器转换效率； Rcs：初级电流采样电阻
图 11：主要波形
通过在 DCM 下良好的变压器设计，原边 反馈控制芯片能够实现精确而稳定的恒流输出 特性。在接下来的篇章中，有一个变压器的具 体设计的介绍
启动电路
图 12：Vo-Io 曲线
当电源启动时，如图 13 所示，输入电压
Vbus 通过启动电阻R1 对电容C1 进行充电。
当电容的电压(VCC)达到芯片启动电压(VCC-ON) 时，原边反馈控制芯片开始启动。
举一个例子，充电器的电源板是 5V/1A。 芯片的
Cable 脚 到 GND 不 接 电 阻 时 ， 输 出 线 端 电 压 为
4.7V，则：
5−4 =
假设满载时工 。 作频率为 60KHZ，则补 偿电阻 为：
所以选择接近 385K 的补偿电阻和一个 22nF 的电容并联在芯片的Cable 脚和GND 之 间就可 以使输出线端电压达到恒定的5V。
电源的启动延迟Tst 可以通过下式来计算：
P系列品牌电源管理IC
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分压反馈到芯片的 FB 脚，芯片通过调节关断 时间使 FB 脚电压一直稳定在 1.5V。当输出电压 突然升高，辅 助绕组的电压也跟着升高，导致 FB 检测到的电压升 高，当 FB 电压达到 2.5V 并保持 6us 时，芯片关闭芯片 out 脚的输出， 直到芯片下一次启动。
当输入电压 Vbus 下降时，从芯片的 FB 脚流出的电流 IFB 也会下降，当 Vbus 下降到一 定程 度，IFB 低于芯片内设定值 150uA 时，芯 片的 out 脚 的输出就会立即关闭，VCC 的电压 逐渐地下降到欠压 锁定电压，然后进入 VCC 重启的过程。
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IC芯片功能
无需副边反馈的恒压(CV)和恒流(CC)控制 节能模式：脉冲频率调制控制模式(PFM) 内置抖频来降低 EMI 每一个开关周期的电流限制 过压保护(OVP) 欠压锁定(UVLO) 过温保护(OTP) 输出线损补偿 输入线电压补偿提高输出电流精度 驱动能力可调
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线损补偿功能 驱动能力 适用产品范围
段时间空白。在这一空白的时间内，限流比较 器不使 能，也不能基极驱动电流。
过温保护
图 16：输入低压保护
输出线损补偿 控制芯片内置一个线端补偿功能来补偿输 出导线
的电压损失。不同的输出线规格和长度 将会导致不同 的线端输出电压。输出补偿电阻 可以用下面的公式来 计算补偿的百分比：
当节温超过 145℃时，这款原边反馈控制 芯片有 一个内置的过温检测电路来关闭芯片的 out 脚的输 出。当芯片的 out 脚的输出关闭以 后，VCC 电压将 会逐渐下降到欠压锁定电压 3V。一些内部电路就会关闭从而使得 VCC 电 压重新 上升。当 VCC 达到 6V 时，所有的内 部电路，包括过 温检测电路，又会正常启动。 假如结温仍然高于 145℃，芯片的 out 脚的输 出会立即关掉。这一状态将 持续到过温状态解 除