杰华特JWH3515上榜“最能打国产芯”为能源领域保驾护航

　　“杰华特JWH3515系列集成了所有供电电源、控制逻辑和保护电路。特别是针对保护电路，具有线路欠压和过电压检测器、逐周期电流限制和热关机。”近日，杰华特JWH3515系列脱颖而出，以如上上榜理由成功入选电子工程世界

　　“最能打的国产芯”榜单是通过工程师实际使用体验、业界专家经验以及编辑观点的综合评价，从模拟与电源、数字、应用三大角度，遴选出“最能打”的产品，致力于为工程师提供一个快速衡量国产芯片水平的参考指南。

　　在电子设备中，电源轨通常有3.3V, 5V以及12V，工程师在设计系统各应用模块时从距离最近的电源轨取电，从而完成子模块的用电需求。而在能源领域，因为负荷较大，系统用电功率也随之上升，电源轨通常上升至24V以及48V/-48V以减少传输线缆上的损耗。

　　考虑到能源设备涉及到强电和弱电的结合，隔离电源的使用可以灵活完成“从强电侧取电，供给弱电侧负载”以及“从弱电侧取电，支持强电侧控制以及驱动”。

　　针对48V以及24V电源轨，杰华特推出“全集成隔离DC/DC变换器——JWH3515”，广泛应用于光伏逆变器、光伏配套监测设备以及服务器电源等领域。

　　反激电源变换器，因其每增加一路输出负载仅需要增加极少的物料（变压器绕组，二极管，电容），被广泛应用于工业、新能源等强弱电隔离的场景。

　　然而在反激变换器中，功率器件的电压应力除了需要考虑最高的输入电压Vin_max，还需要考虑副边续流时原边绕组耦合产生的折返电压Vro，因吸收变压器漏感能量而增加的RCD吸收电路的钳位电压Vsn，以及在功率器件切换瞬间RCD吸收电路中二极管ESL（等效串联电感）造成的电压尖峰Vpk。

　　Vin_max:典型应用场景比如光伏领域，单个48V(典型值) PV电池板输出电压最高通常为65V以下，即电源芯片承受的Vin_max为65V；

　　Vro:综合考虑原边功率器件和副边功率器件的电压以及电流应力，48V系统通常设计的折返电压Vro为33V-40V之间；

　　Vsn:RCD吸收电路的钳位电压Vsn，通常可以通过设置吸收电阻的阻值来微调。值得注意的是，电阻阻值越大，Vsn越高，RCD吸收电路损耗越低；相反，电阻阻值越小，Vsn越低，RCD吸收电路损耗越高。综合考虑，这里以Vro的1.4倍设置，即Vsn为56V；

　　Vpk:RCD吸收电路中的二极管一方面存在导通延时，另一方面二极管器件以及PCB线路中存在ESL（等效串联电感），这些因素都会导致主功率管关断时刻VDRAIN上会产生额外的电压尖峰Vpk，而且随着电源高频化，此Vpk幅值也相应增加。这里以Vpk 为15V进行系统安全评估。

　　即使考虑更严苛的应用Vin达80V甚至更高，以及变压器在极端条件下漏感比例增加导致Vsn更高，JWH3515的裕量也能满足应用要求。

　　JWH3515内置误差放大器（FB引脚参考电压2.5V），采用原边反馈的反激变换器拓扑时，芯片外围最少仅需要8个阻容元器件（0603封装甚至更小），即可实现完善的逻辑功能。

　　CT:设置变换器开关频率。开关频率最高支持到1MHz，满足工程师小型化、EMI友好化的灵活设计。

　　R1，R2，R3：分压电阻连接于 Vin-GND，实时监测输入电压，提供Vin过压保护以及欠压保护。增加设备供电时序以及供电范围的硬件编程功能，提升系统鲁棒性。

　　Rup，Rdown，Cc：外围最少仅需要3个元器件，结合JWH3515内置的误差放大器，形成PI控制补偿电路（也可以采用其他类型补偿网络），消除输出的静态误差且获得良好的动态响应。

　　光耦器件因CTR（Current Transfer Ratio）变化剧烈以及光介质的温度特性，在高温、低温以及强辐射等应用场景会被限制使用。

　　如前文所示，JWH3515支持原边反馈，Vo1和Vin 共地，支持芯片本身供电同时也可以为原边侧其他负载供电。通过变压器绕组耦合出的Vo2，则可以为副边侧其余负载供电。当需要更多路输出支持其余负载时，每一路输出仅需要变压器增加1路绕组，1个整流二极管，1个输出电容即可。

　　还有一些应用允许使用光耦，要求隔离侧的Vo精准，此时JWH3515也可以采用SSR（Secondary Side Regulation）副边反馈方式，如下图所示：

　　原边反馈Flyback电源，因隔离侧输出Vo2是通过变压器绕组匝比和被调制的输出Vo1成比例，

　　JWH3515内置功率管，常温条件（25℃）测试全输入范围带满载运行（5V/1.2A）时，36Vin 时芯片壳温69.1℃，72Vin时芯片壳温59.4℃，是6W应用场景可靠的解决方案。

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