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在現(xiàn)代電子設備中，開關(guān)電源因其高效率、小體積和高可靠性而被廣泛應用。其中，反激式開關(guān)電源作為一種常見的拓撲結(jié)構(gòu)，廣泛應用于電源適配器、充電器等領域。然而，傳統(tǒng)的反激式開關(guān)電源通常使用整流二極管進行輸出整流，這在一定程度上限制了系統(tǒng)的效率。為了克服這一問題，Pou ICS 推出了 PL3331 同步整流芯片，為反激式開關(guān)電源提供了一種高效、可靠的解決方案。
PL3331 是一款專為反激式開關(guān)電源設計的同步整流芯片。它內(nèi)部集成了一個 40V 耐壓的功率開關(guān)，能夠替代傳統(tǒng)的整流二極管，從而顯著提升系統(tǒng)的效率。通過檢測內(nèi)部功率管源漏兩端的電壓，PL3331 能夠智能地判斷何時閉合或斷開功率管，確保高效的能量傳輸。此外，PL3331 還兼容斷續(xù)導通模式（DCM）和準諧振（QR）工作模式，使其能夠適應各種不同的應用場景。
PL3331 的典型應用電路圖展示了其在反激式開關(guān)電源中的簡潔而高效的連接方式。在圖中，輸入電壓（V+）通過變壓器連接到 PL3331 的 SW 管腳，而輸出電壓則通過電容（Cout）進行濾波。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，PL3331 的 VDD 管腳需要連接到一個穩(wěn)定的電源，通常是從輸出電壓中獲取。此外，為了降低成本，當 Cvdd 盡量靠近輸出電容 Cout 時，可以省略 Cvdd。
PL3331 的應用說明詳細闡述了其在反激式開關(guān)電源中的工作原理和關(guān)鍵特性。
PL3331 設計了功率管開啟和關(guān)斷的消隱功能，以減少干擾對系統(tǒng)的影響。當功率管開啟后，會至少保持約 650ns 的開啟時間（TON_MIN），而當功率管斷開后，會至少保持約 1.9us 的關(guān)斷時間（TOFF_MIN）。這種設計確保了功率管在開關(guān)過程中不會因短暫的干擾而誤動作，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
在系統(tǒng)上電過程中，PL3331 內(nèi)部集成的 VDD 檢測電路會確保功率管在系統(tǒng)完全啟動前一直處于斷開狀態(tài)。副邊電流首先流過功率 MOS 的體二極管，直到 VDD 端電壓超過芯片的啟動閾值電壓時，芯片才開始正常工作。這種設計有效避免了在系統(tǒng)啟動過程中可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定狀態(tài)。
PL3331 提供了 VDD 欠壓保護功能，以確保芯片在低電壓條件下不會誤操作。當 VDD 電壓低于欠壓閾值（UVLO_OFF）時，芯片進入欠壓保護模式，功率管不會開啟。為了防止 VDD 上升過程中可能出現(xiàn)的電壓抖動對芯片造成影響，PL3331 內(nèi)部設置了閾值遲滯。其上升閾值和下降閾值的典型值分別為 3.1V 和 2.8V。
PL3331結(jié)構(gòu)框圖如下所示~
在副邊導通時，電流首先流過功率 MOS 的體二極管。當芯片檢測到功率 MOS 漏極與源極壓差小于開啟閾值（VON_TH）時，芯片經(jīng)過時間 TDON 開啟功率 MOS。VON_TH 和 TDON 的典型值分別為 -200mV 和 80ns。這種設計確保了功率管在適當?shù)臅r刻開啟，從而提高了系統(tǒng)的效率。
當流經(jīng)功率 MOS 的電流逐漸下降，直到 MOS 漏極與源極的壓差超過關(guān)斷閾值（VOFF_TH）時，芯片經(jīng)過時間 TDOFF 關(guān)閉功率 MOS。VOFF_TH 和 TDOFF 的典型值分別為 -12mV 和 50ns。這種設計確保了功率管在適當?shù)臅r刻關(guān)閉，從而避免了不必要的能量損耗。
PL3331 擁有眾多顯著的特點，使其成為反激式開關(guān)電源的理想選擇。
PL3331 內(nèi)置了一個 40V 耐壓的功率開關(guān)管，其導通電阻（Ron）在 Vgs=10V、Id=1A 時僅為 19mΩ。這種低導通電阻的設計顯著降低了功率損耗，從而提高了系統(tǒng)的整體效率。
PL3331 能夠兼容斷續(xù)導通模式（DCM）和準諧振（QR）工作模式，使其能夠適應各種不同的應用場景。這種靈活性使得 PL3331 能夠在廣泛的電源設計中使用，無論是傳統(tǒng)的電源適配器還是現(xiàn)代的充電器。
PL3331 通過檢測內(nèi)部功率管源漏兩端的電壓來判斷何時開啟或關(guān)閉功率管，無需外部控制信號。這種自檢測功能簡化了電路設計，減少了外部元件的數(shù)量，從而降低了成本并提高了系統(tǒng)的可靠性。
PL3331 的設計減少了對外部元件的依賴，簡化了電路設計。這不僅降低了成本，還減少了 PCB 面積，使得 PL3331 成為緊湊型電源設計的理想選擇。
PL3331 提供 SOP8 封裝形式，其尺寸緊湊，適合各種小型化電源設計。詳細的封裝尺寸參數(shù)如下：
| 參數(shù) | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| A | - | - | 1.75 | mm |
| A1 | 0.1 | - | 0.25 | mm |
| A2 | 1.25 | - | - | mm |
| C | 0.1 | 0.2 | 0.25 | mm |
| D | 4.7 | 4.9 | 5.1 | mm |
| E | 3.7 | 3.9 | 4.1 | mm |
| H | 5.8 | 6 | 6.2 | mm |
| L | 0.4 | - | 1.27 | mm |
| b | 0.31 | 0.41 | 0.51 | mm |
| e | 1.27 | - | - | mm |
| y | - | - | 0.1 | mm |
| θ | 0° | - | 8° | ° |