TP1000

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南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 南京拓品微电子有限公司 DATASHEET TP1000 高精度 恒压/恒流原边反馈控制器

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 高精度恒压/恒流原边反馈控制器—TP1000 系列 概述 TP1000 是一款高性能的AC/DC 电源控制器，采用频率调制（PFM）模式，反激电路工作在断 续电流模式(DCM)下。芯片内置各种故障保护电路，可靠性极高。 TP1000 提供精确的恒压/恒流(CV/CC)控制器，无需光耦、次级控制电路和环路补偿电路即可 实现系统稳定、可靠地工作，可以大大简化低功率 CV/CC 电源转换器的设计。该器件采用了革新 性的控制技术，能够提供极为严格的输出电压和电流调节。 TP1000 控制器工作效率高，并且无负载功耗小，典型值为100mW@220Vac。适用于输入宽电 压范围输出功率0.5W-10W、3-12Vdc 的CV/CC 电源转换器和适配器。 特性

• 初级控制技术实现恒压恒流输出
• 省略光耦和次级CV/CC 控制电路
• 无需外部补偿电容，外围电路简单
• 低启动电流 (8uA)
• 直接驱动低成本的 BJT 开关管
• 非连续工作模式下的反激拓扑结构
• 内置各端口故障保护 电压采样FB 端口的悬空、 短路及固定电平 故障保护 限流采样CS 端口的悬空、 短路及固定电平 故障保护
• 内置过压保护、欠压保护及过温保护
• 输出短路保护 应用 手机或无绳电话、PDA、MP3 等使用的充电器、适配器、白光LED 驱动器 小家电电源转换器 典型电路 Vout Np Ns Vs Ip VAUX NAUX LM RCS TP1000 CSGND C3 + R5 C6 D385~265Vac CCV OB FB 图 1 典型应用电路图（详细参数见规格书最后）

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 引脚排列及描述 俯视图 123 00m 4 5 D SOT23-5L-封装 订单型号 TP1000D-SOT23-5L-R 器件标记 00Dm（m 为生产标识，可变） （D 可变，详细见订单描述） 引脚号 引脚名 功能

1 VCC 芯片工作电源输入端

2 GND 接地端

3 FB 辅助绕组电压采样端

4 CS 初级线圈电流采样端

5 OB 三极管基极驱动端

订单描述 芯片打字 芯片型号 线缆补偿 参数 Vout=5V为例 封装 包装 00Am TP1000A 0% 0mV SOT23-5L REEL 00Dm TP1000D 3% 150mV SOT23-5L REEL 00Gm TP1000G 6% 300mV SOT23-5L REEL 功能模块框图 40mA Vout-over Load compensation Sample& Hold Delay CV_block Logic control Start-up Drv Ton_D Ton_D OB Vcc Ton_max FB Vref=0.7V CS Drv + Sample& Hold I-adj Vref=1.2V Ton_D CC_block GND EN OSC LEB EN sink +频率调制 电路 基区 电流 消除 电路 图2 功能模块框图

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 极限值范围 参数 极限值 单位 电源输入VCC -0.3~30 V OB、CS 端口电压 -0.3~10 V FB 端口电压 -20~10 V 工作结温度 150 ℃ 存储温度 -55 ~ 150 ℃ 焊接温度（10S） 260 ℃ 电性能参数 （VCC =15V，TA=25℃，V out=5V，TP1000D 为例，有特别说明除外。 ） 参数 符号 条件 最小值 典型值 最大值 单位 芯片工作电源 启动阈值电压 VCC (ST) VCC 从0 上升 13.5 14.5 16 V 最小工作电压 VCC (MIN) VCC 下降 3.5 4.5 5.5 V 最大工作电压 VCC(MAX) 17.5 18.3 22 V 芯片工作电流 ICC(OPR) VCC=15V， 芯片启动 后（无负载） 350 500 uA 芯片启动电流 IST VCC=10V， 芯片启动 前 8 20 uA FB 反馈 FB 反馈电压 VFB 1.188 1.2 1.212 V FB 端漏电流 IFB VFB=4V 0.5 uA 电流采样 电流采样电压 VCS 限流电阻1.5Ω 700 mV CS 端漏电流 ICS VIS=4V 0.5 uA 三极管基区驱动 OB 驱动电流 40 mA OB 下拉 NMOS 管内阻 ONR AI k 48.0sin  0.83 1.5 Ω 开关频率 SWf 输出满载 68 KHz 负载补偿电压 Vcable kHzfSW 68 0.15 V

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 典型特性曲线（TA=25℃，V out=5V，TP1000D 为例，有特别说明除外。 ） 4.96 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 恒压（V） 4.97 4.98 4.99 5.00 5.01 5.02 5.03 温度环境（℃） 110Vac 220Vac 500 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 温度环境（℃） 恒流（mA） 505 510 515 520 525 530 535 110Vac 220Vac 图3.1 恒压输出VS 温度（ mAIout 100 ） 图 3.2 恒流输出VS 温度（ VVout 6.3 ） 4.5 4.7 4.9 4.3 4.1 3.9 3.7 3.5 3.3 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 最小工作电压（V） 温度环境（℃） 14.3 14.5 14.7 14.1 13.9 13.7 13.5 13.3 13.1 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 温度环境（℃） 启动阈值电压（V） 图 3.3 最小工作电压VS 温度 图3.4 启动阈值电压VS 温度 18.5 18.8 19.1 18.2 17.9 17.6 17.3 17.0 16.7 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 温度环境（℃） 最大工作电压（V） -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 温度环境（℃） 最大工作频率（KHz） 图 3.5 最大工作电压VS 温度 图3.6 最大工作频率VS 温度

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 芯片启动 TP1000 是一个节省成本的最优的离线式低功率AC/DC 的 PFM 控制器，应用于电池充电器和 适配器。它采用原边控制方案，因此不需要光耦和次级 CV/CC 控制电路。专有的内置恒压恒流控 制能够完成高精度恒压/恒流控制，达到大多数充电器和适配器应用需求。 芯片启动前，VCC 引脚通过启动电阻逐步充电。当VCC 的旁路电容完全被充到比启动阈值电压 VCC(ST)高时，使能EN 信号有效使能控制信号，TP1000 开始进入启动状态。 在任意时刻，如果 VCC 电压下降低于 VCC (MIN)下，那么所有信号被复位。EN 信号变低并且 VCC 电容被再次向启动阈值电压点充电。 TP1000 具有低的8uA 启动电流以至于能使VCC 充电到超过VCC (ST)阈值并快速启动。因此用一 个大的启动电阻可以减小功率损耗。 GND TP1000 TD_ON VDC R )(STCCV STI CCV 图4 启动电路 在这个过程中，如图4 所示最大启动延迟时间可用下式计算： VCRT STDC STCC OND 1_ 1ln (1) 由于芯片具有低启动电流的特性且考虑到空载的系统损耗，R 可取较大值，可在1.5MΩ~3MΩ （典型2MΩ）范围内选取，C1 推荐选用4.7uF/25V。

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 初级线圈峰值电流控制 初级电流采样通过 CSR 采样电阻设置，如图5 所示 TP1000 OB FB CS GND Np Ns Co Vs Vo Ip VAUX NAUX LM RCS 85~265Vac ip vg 图 5 工作原理图 该电流线性上身斜率为： ML )t(vg dt )t(dip  （2） 如图3.6 所示，当电流 )(tip 上升到 Ipk 时，开关管Q1 关断。初级线圈峰值电流为： CS CS R VIpk  （3） 由于芯片内部集成了基区电流消除电路，故初级线圈峰值电流只与电压 CSV 相关。 因此，电感LM 上存储的能量为：

1 IpkLEg M 

（4） 则从输入传输到输出的功率为： SWM fIpkLP  2 （5） 其中， SWf 是开关工作频率。当峰值电流 Ipk 恒定，输出功率取决于开关频率 SWf 。在选定变压器 和限流电阻 CSR 的情况下， ML 和 Ipk 恒定不变， 则该芯片通过改变 SWf 来实现芯片的CV/CC 工作。

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 恒压工作 在 AC/DC 适配器中，通常以恒压模式工作，恒流部分是提供电流限制。工作于恒压模式时， 通过初级控制来调节输出电压。工作恒流模式时，芯片会随着输出电压的下降来调节工作频率使其 输出电流恒定。 TP1000 FB GND VAUX NAUXR3 图6 恒压采样电路 如图6 中， 通过电阻R3 和R4 分压采样辅助绕组去磁2.5uS 处的电压， 并保持到下一采样周期。 采样电压与内部1.2V 的基准电压进行比较放大，通过PFM 控制电路调节芯片的工作频率。 图7 辅助电压波形 辅助电压波形如图7 所示，辅助绕组采样点电压为：  VdVN NV O S AUX AUX  (6) 其中， Vd 是二极管正向导通电压， AUXN 为辅助线圈匝数， SN 为次级线圈匝数。 因此，   43 RR RVdVN N RR RVV O S AUX AUXFB 即 VdR RR N NVV AUX S 43 (8) 式(8)中 FBV 为FB 端采样比较点， VVFB 2.1 。在设计中， AUXN 、 SN 、 Vd 、 3R 和 4R 确定的情 况下，即可得出恒压输出 OV 的值。

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 恒流工作 当采样电压低于参考电压时，误差放大器输出电压达到最大，频率调制电路起作用，通过采样 电压调节来调节开关频率。当采样电压越来越低时，开关频率越来越低，从而输出功率越来越小。 因此输出电压越来越小，可使输出电流恒定。 100 300 500 700 0.9 1 )(VVOUT )(AIOUT 3Rcs 2Rcs 图 8 输出功率可通过 Rcs 来调节 由式（5）可以看出在变压器确定的情况下，恒流点和最大输出功率能够通过CS 脚上的外部电 流检测电阻 Rcs 外部调节，通过恒流点的改变可以调节输出功率。 Rcs 越大，恒流点越小，则输出 功率越小，反之亦然，如图8 所示。 前沿消隐 当功能开关导通，一个导通毛刺将发生在采样电阻上。为了避免开关脉冲的错误终止，一个 430ns 的前沿消隐被建立。在此消隐期间，电流采样比较器不工作，驱动不会关闭。 5V/520mA 电源适配器方案 Vout Np Ns Vs Ip VAUX NAUX LM RCS TP1000 CSGND C3 + R5 C6 D385~265Vac CCV OB FB 图 9 5V/520mA 电源适配器原理图

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 元器件清单： 器件名称 规格 器件名称 规格 D1 Diode,Fast,FR107,1A/1000V C1，C2 E-Cap,4.7uF/400V D2 Diode,Fast,FR107,1A/1000V C3 E-Cap,4.7uF/25V D3 Diode,Schottky,SR160,1A/60V C4 Capacitor,Ceramic,1nF/1KV D4-D7 Diode, Rectifier,1N4007 C5 E-Cap,470uF/16V ,Low ESR R1 Resistor,2M,1/4W,  5% C6 Capacitor,Ceramic,222pF/100V R2 Resistor,270K,1/2W,  5% L1 Inductor, Color Ring,1.0mH R3 Resistor,20K,1/4W,  1% U1 IC,TP1000D R4 Resistor,2K,1/4W,  1% Q1 NPN,13003,TO-92 R5 Resistor,47R,1/4W,  5% T Transformer EE16, LM=2.0mH Np:Ns:NAUX=125T:13T:30T R6 Resistor,1.5K,1/4W,  5% R7 Resistor,30R,1/4W,  5% Rcs Resistor,3R,1/2W,  1% 负载特性曲线（Vin=220V ac）： 0 100 200 300 400 500 600 Vout-Iout Iout(mA) Vout(V) 测试总结： 项目 符号 最小 典型 最大 单位 输入电压 inV 85 265 Vac 空载功耗 outP 0.15 W 输出电压 outV 5.06 V 输出纹波 PPV 0.15 V 平均效率 25%，50%，75%和满载 66 %

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 封装描述 SOT23-5L 引脚封装尺寸

南京拓品微电子有限公司 NanJing Top Power ASIC Corp. Rev1.2 版本历史 日期 版本说明 版本 2013.5.13 修正电流采样电压值 Rev1.2