在現(xiàn)代電子設(shè)備中，開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器作為核心部件，其性能直接影響設(shè)備的穩(wěn)定性和效率。FT8440E作為一款高性能、低成本的交直流開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，憑借其集成的高壓啟動電路、高壓功率開關(guān)以及多種保護功能，成為了眾多電源設(shè)計工程師的理想選擇。本文將詳細介紹FT8440E的特點、典型電路圖、管腳定義及說明，以及應(yīng)用說明，幫助用戶更好地理解和應(yīng)用這款芯片。

FT8440E的特點

FT8440E是一款高性能、高精度、低成本的非隔離PWM功率開關(guān)，適用于多種電源架構(gòu)，如Buck、Buck-Boost和Flyback等。其主要特點如下：

1. 集成高壓啟動電路和功率開關(guān)：內(nèi)部集成600V高壓啟動電路和高壓功率開關(guān)，減少了外部元件數(shù)量，簡化了系統(tǒng)設(shè)計。
2. 高精度恒壓輸出：輸出電壓精度高達±3%，能夠提供穩(wěn)定的電源輸出。
3. 靈活的輸出電壓設(shè)定：通過FB腳的連接方式，可以輕松設(shè)定輸出電壓。FB懸空時輸出12V，F(xiàn)B短路至GND時輸出18V。
4. 快速啟動和低靜態(tài)功耗：快速啟動時間僅為50ms（典型值），在FB懸空或接地模式下，靜態(tài)功耗僅為60mW（典型值）。
5. 內(nèi)置抖頻技術(shù)：有效提高EMI性能，減少電磁干擾。
6. 完善的保護功能：內(nèi)置欠壓、過壓、過流、過溫、短路等多種保護功能，確保系統(tǒng)在各種異常情況下都能安全運行。
7. 封裝形式：采用SOP8封裝，體積小巧，散熱性能良好。

典型電路圖

FT8440E提供了多種典型應(yīng)用電路圖，適用于不同的電源架構(gòu)。以下是兩種常見的應(yīng)用電路圖：

（一）Buck結(jié)構(gòu)典型應(yīng)用電路圖

• 輸入電壓范圍：85~264Vac或40~380Vdc
• 輸出電壓：12V或18V（通過FB腳設(shè)定）
• 輸出電流：200mA（持續(xù)）/250mA（脈沖）

（二）Buck-Boost結(jié)構(gòu)典型應(yīng)用電路圖

• 輸入電壓范圍：85~264Vac或40~380Vdc
• 輸出電壓：12V或18V（通過FB腳設(shè)定）
• 輸出電流：200mA（持續(xù)）/250mA（脈沖）

管腳定義及說明

FT8440E采用SOP8封裝，管腳定義如下表所示：

絲印信息

• 第一行：x為產(chǎn)品子型號
• 第二行：①②③④⑤⑥為內(nèi)部追溯編碼

應(yīng)用說明

（一）輸出電壓設(shè)定

• FB懸空：輸出電壓為12V
• FB短路至GND：輸出電壓為18V

• 輸出電容：容值推薦為≥470uF，使用更大的容值可獲得更好的輸出紋波。
• Vcc電容：容值推薦為1uF。Vcc電容會影響環(huán)路響應(yīng)速度，取值變小則響應(yīng)快，紋波更佳，但空載輸出電壓會略變高；取值變大則反之。

（二）芯片電源和待機功耗

FT8440E內(nèi)部集成了600V高壓啟動電路，從高壓漏極直接對VCC端充電至9.8V，省掉了傳統(tǒng)的起機電阻。當輸出電壓高于設(shè)定值時，高壓啟動電路會自動關(guān)閉，由輸出電壓供電，典型待機功耗為60mW。

（三）VCC欠壓保護

FT8440E內(nèi)部集成了帶遲滯的欠壓保護比較器，開啟和關(guān)斷閾值電壓分別為9.8V和7.5V。由于較低的欠壓保護閾值和高壓啟動電路提供的較大充電電流，開啟延時典型值為50ms。

（四）VCC過壓保護

FT8440E內(nèi)部集成了22V的過壓保護比較器，當VCC電壓高于過壓保護觸發(fā)閾值時，柵驅(qū)動電路會立即關(guān)閉，使功率MOSFET停止開關(guān)，同時從VCC旁路電容多拉1mA的電流。

（五）高精度恒壓控制

FT8440E內(nèi)置高性能誤差放大器、高精度分壓電阻和參考電壓，保證輸出電壓的精度和線性/負載調(diào)整率。開關(guān)的占空比由采樣電阻的峰值電壓和誤差放大器的輸出電壓決定，峰值電流采樣電阻和環(huán)路補償網(wǎng)絡(luò)全部集成在芯片內(nèi)部。

（六）過流保護

FT8440E內(nèi)部集成了逐周期過流保護電路，采樣功率開關(guān)管的電流。當電流超過內(nèi)部設(shè)定的閾值時，在該周期的剩余時間內(nèi)功率開關(guān)管會被關(guān)斷。前沿消隱電路會在功率開關(guān)管開啟后的Tleb內(nèi)將過流保護比較器屏蔽，避免誤觸發(fā)。

（七）過載保護電流的選擇

• 過載電流：建議設(shè)置為額定工作電流的130%以上，以獲得足夠的余量。
• 電感量選擇：主電感量的大小會影響工作模式和過載電流保護點。建議參考樣機資料選擇合適的電感。
• 電感的飽和電流：電感的飽和電流需大于芯片工作時的最大峰值電流并留一定余量。
• 輸入電容選擇：輸入電容的容值會影響輸出電流帶載能力。建議按2uF/每瓦計算輸入電容容值。

（八）起機時間和起機負載電流

FT8440E內(nèi)部集成了高壓啟動電路，起機時間較快，典型值為50ms。芯片起機或重啟期間，負載電流請控制在額定電流的80%以內(nèi)，以免芯片無法正常起機。起機完成后，可以正常帶載額定電流。內(nèi)部框架圖如下所示~

（九）頻率抖動

FT8440E內(nèi)置頻率抖動，可有效提高EMI特性。

（十）前沿消隱

FT8440E功率開關(guān)管每次開啟時，采樣電阻上都會產(chǎn)生毛刺電壓。為了避免誤觸發(fā)，內(nèi)部集成了前沿消隱模塊，因此無需傳統(tǒng)的外部RC濾波元器件。在消隱時間Tleb內(nèi)，過流保護比較器被關(guān)閉。

（十一）過溫保護

FT8440E過溫保護電路檢測芯片的溫度，過溫保護閾值為150℃。當芯片的溫度高于該閾值時，功率開關(guān)管被關(guān)斷，直至芯片溫度下降至130℃，功率開關(guān)管才重新恢復(fù)正常工作。

（十二）短路保護

當發(fā)生輸出短路時，F(xiàn)T8440E會進入“自動重啟”工作模式。如果輸出反饋電壓低于內(nèi)部參考電壓的時間超過一定時間，則功率開關(guān)管會被關(guān)斷一段時間，之后功率開關(guān)管會自動重啟再工作一定時間，如此重復(fù)，直至輸出短路故障被排除。

PCB布局注意事項

良好的PCB布局有助于系統(tǒng)工作穩(wěn)定，提高EMI效果以及散熱。以下為指導(dǎo)建議：

1. 功率環(huán)路：
   • 盡量縮短功率環(huán)路的連線和環(huán)路面積。
   • 功率環(huán)路的走線盡量粗。
   • 電感充電環(huán)路由輸入電容+/IC Drain腳/IC GND腳/功率電感/輸出電容/輸入電容-組成。
   • 電感放電環(huán)路由功率電感/輸出電容/續(xù)流二極管組成。
2. 反饋環(huán)路：
   • VCC二極管/濾波電容等組成的反饋環(huán)路，盡量放在主功率回路的外面，盡量縮短反饋環(huán)路的走線。
   • 反饋環(huán)路走線盡量不要從功率器件底部穿過，以免被高頻雜波干擾。
   • 反饋環(huán)路的輸出電壓取樣點（反饋二極管的正極）放在輸出電容正極。
   • VCC濾波電容盡量靠近IC，盡量遠離功率電感。
   • 反饋環(huán)路的地與IC GND單點連接，盡量不與功率地共線。
3. EMI：
   • 盡量使L/N及EMI π型濾波等器件遠離功率電感，可提高EMI效果。
4. 散熱：
   • 適當增加IC Drain腳的銅箔面積，有助于IC散熱。

總結(jié)