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在現(xiàn)代電子設(shè)備中，電源管理芯片扮演著至關(guān)重要的角色，尤其是在小家電輔助電源、智能家居等領(lǐng)域。FT8440B作為一款高性能、高精度、低成本的離線式功率開關(guān)芯片，憑借其卓越的設(shè)計(jì)和豐富的功能，成為了眾多電源解決方案中的首選。本文將詳細(xì)介紹FT8440B芯片的特點(diǎn)、應(yīng)用、電氣參數(shù)以及設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，幫助讀者全面了解這款芯片的性能與優(yōu)勢。
FT8440B是一款專為離線式電源應(yīng)用設(shè)計(jì)的高精度PWM功率開關(guān)芯片，屬于FT8440x系列。它集成了高壓啟動(dòng)電路、高壓功率開關(guān)管以及電流模PWM控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的恒壓輸出。該芯片支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括Buck、Buck-Boost以及Flyback等，適用于廣泛的電源應(yīng)用場景。
FT8440B通過反饋腳（FB）設(shè)定輸出電壓，支持固定輸出（如12V或18V）以及5~18V的連續(xù)可調(diào)輸出。其內(nèi)置的高精度誤差放大器和參考電壓能夠確保在全電壓輸入范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高精度輸出。
該芯片采用高效的PWM控制技術(shù)，結(jié)合內(nèi)置的高壓功率開關(guān)管，能夠在全負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn)高效率的電源轉(zhuǎn)換。同時(shí)，F(xiàn)T8440B在待機(jī)模式下的功耗極低，典型值僅為60mW（固定輸出模式）或150mW（可調(diào)輸出模式），顯著降低了能耗。
FT8440B具備快速啟動(dòng)能力，典型啟動(dòng)時(shí)間僅為50ms。其內(nèi)置的電流模PWM控制器能夠快速響應(yīng)負(fù)載變化，確保電源輸出的穩(wěn)定性，特別適用于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用場景。
FT8440B集成了多種保護(hù)功能，包括欠壓保護(hù)（UVLO）、過壓保護(hù)（OVP）、過溫保護(hù)（OTP）、逐周期過流保護(hù)（OCP）以及輸出短路保護(hù)（SCP）。這些保護(hù)功能能夠有效保障芯片和負(fù)載設(shè)備的安全運(yùn)行，提升系統(tǒng)的可靠性。
內(nèi)部框架圖如下所示~
FT8440B提供SOP8封裝形式，適用于表面貼裝工藝。管腳定義如下圖所示~
FT8440B適用于多種電源架構(gòu)，以下是兩種常見的應(yīng)用電路：
在Buck結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)T8440B通過控制功率開關(guān)管的導(dǎo)通和截止時(shí)間，將輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓。當(dāng)FB腳懸空時(shí)，輸出電壓為12V；當(dāng)FB腳短路至GND時(shí)，輸出電壓為18V；通過在FB腳連接分壓電阻，可以實(shí)現(xiàn)5~18V的連續(xù)可調(diào)輸出。
Buck-Boost結(jié)構(gòu)適用于輸入電壓范圍較寬的場景。FT8440B在這種結(jié)構(gòu)中同樣表現(xiàn)出色，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的輸出電壓調(diào)節(jié)。通過合理選擇電感和電容參數(shù)，可以進(jìn)一步優(yōu)化電源的性能。
以下是FT8440B的主要電氣參數(shù)和性能指標(biāo)：
工作電流：不開關(guān)時(shí)410μA，開關(guān)時(shí)470μA。
VCC充電電流：VCC=0V時(shí)為1.5mA，VCC=9V時(shí)為0.6mA。
VCC欠壓保護(hù)：上升閾值9.8V，下降閾值7.5V。
VCC過壓保護(hù)：22V。
參考電壓：Vfb_ref=1.68V（FB接電阻時(shí)）。
最大導(dǎo)通時(shí)間：9μS。
前沿消隱時(shí)間：500nS。
工作頻率：40kHz。
最小峰值電流：230mA。
最大峰值電流：FT8440B為780mA。
過溫保護(hù)：溫度上升150℃時(shí)關(guān)斷，溫度下降120℃時(shí)恢復(fù)。
內(nèi)置MOS擊穿電壓：650V。
導(dǎo)通電阻：9.5Ω。
驅(qū)動(dòng)上升時(shí)間：80nS。
驅(qū)動(dòng)下降時(shí)間：40nS。
起機(jī)時(shí)間：50ms。
欠壓保護(hù)（UVLO）：確保芯片在低電壓條件下不工作，避免因電壓不足導(dǎo)致的不穩(wěn)定。
過壓保護(hù)（OVP）：當(dāng)VCC電壓超過22V時(shí)，芯片自動(dòng)關(guān)閉，保護(hù)內(nèi)部電路。
過溫保護(hù)（OTP）：溫度超過150℃時(shí)關(guān)閉功率開關(guān)，防止芯片過熱損壞。
逐周期過流保護(hù)（OCP）：實(shí)時(shí)監(jiān)測功率開關(guān)管的電流，超過閾值時(shí)立即關(guān)斷。
輸出短路保護(hù)（SCP）：在輸出短路時(shí)進(jìn)入自動(dòng)重啟模式，保護(hù)負(fù)載設(shè)備。
FT8440B的輸出電壓通過FB腳設(shè)定。當(dāng)FB腳懸空時(shí)，輸出電壓為12V；當(dāng)FB腳短路至GND時(shí)，輸出電壓為18V。若需要實(shí)現(xiàn)5~18V的連續(xù)可調(diào)輸出，可在FB腳連接分壓電阻，公式如下：
為確保輸出電壓的穩(wěn)定性，建議在反饋二極管的負(fù)極到IC GND之間并聯(lián)一個(gè)濾波電容（Cfb），電容值推薦為0.47~2.2μF。
FT8440B內(nèi)部集成了高壓啟動(dòng)電路，能夠直接從高壓漏極對VCC端充電，從而省去傳統(tǒng)起機(jī)電阻。在固定輸出模式下，待機(jī)功耗僅為60mW；在可調(diào)輸出模式下，待機(jī)功耗為150mW。
電感選擇：電感的感量和尺寸直接影響工作模式和過載保護(hù)點(diǎn)。建議選擇合適的感量和尺寸，避免電感飽和。電感的飽和電流需大于芯片工作時(shí)的最大峰值電流，并留有一定余量。
輸入電容選擇：輸入電容的容值會(huì)影響輸出電流的帶載能力。建議按2uF/每瓦計(jì)算輸入電容容值。例如，對于12V、0.3A的電源，輸入電容應(yīng)為3.6W×2uF/W=7.2uF。
良好的PCB布局對于提高電源性能和可靠性至關(guān)重要。建議：
功率環(huán)路：盡量縮短功率環(huán)路的連線和環(huán)路面積，走線盡量粗。
反饋環(huán)路：將反饋環(huán)路放在主功率回路的外面，盡量縮短反饋環(huán)路的走線，避免與功率器件底部共線。
EMI優(yōu)化：將L/N及EMI π型濾波器件遠(yuǎn)離功率電感，提高EMI效果。
散熱設(shè)計(jì)：適當(dāng)增加IC Drain腳的銅箔面積，有助于IC散熱。
FT8440B是一款高性能、高精度、低成本的離線式功率開關(guān)芯片，適用于多種電源架構(gòu)和應(yīng)用場景。其高精度的輸出電壓調(diào)節(jié)、快速啟動(dòng)能力、低待機(jī)功耗以及豐富的保護(hù)功能，使其在市場上具有顯著的競爭優(yōu)勢。通過合理選擇外圍元件和優(yōu)化PCB布局，用戶可以充分發(fā)揮FT8440B的性能優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電源解決方案。