充電器和適配器是我們生活中非常常見的產品，我們很多人可能只知道這些產品是用來充電的，但是可能不知道具體是如何實現充電的，本文就帶大家詳細了解一下。

最早的電源都是SSR類型的，也就是副邊反饋。在早期的消費類市場的適配器應用上，大部分采用SSR架構（Secondary Side Regulator）的拓樸方案。隨著技術的發展，很多企業為了把電源體積做更小，研發出來了PSR類型的電源，也叫原邊反饋類型，這類電源逐漸成為主流。

近日，國內領先的電源芯片廠商芯茂微電子發布了詳細的驅動BJT自供電PSR方案的可靠性數據說明，在15W以下的功率段中，性能指標以及可靠性已經和驅動MOS的方案持平。與MOSFET相比，雙極性結式晶體管（BJT）在成本上有很大的優勢。新的技術方案在幫助工程師提升充電器和適配器產品競爭優勢方面有著很好的幫助，是方案商進行產品創新的優先選擇。

據了解，芯茂微電子的多項專利通過大幅優化BJT開關特性，不但極大的提高了基于BJT的電源方案的可靠性，還提升了工程師在設計和制造中選擇BJT晶體管的靈活性。下面，小編帶大家來了解芯茂微驅動BJT電源方案的特性與技術創新。

1、改良和提升BJT的耐壓特性：

當三極管的基極B開路狀態時，由C極到B極的漂移電流會全部注入E極；這部分漂移電流會由于放大作用引起更大的集電極電流，造成三極管損壞。芯茂微LP3716XX系列產品采用自有專利，在內部B、E腳位之間始終有電阻連接（即使在Vcc還未通電時），使BJT的CE間耐壓非常接近BVces=700V。

2、開啟、導通、關斷階段獨特技術

BJT開啟階段

LP3716XX系列采用了自有專利的過驅動設計；在開通功率BJT的起始階段，會用一個比較大的過驅動電流Ibpk來快速打開功率管，以降低損耗。

BJT導通階段

功率BJT開通后，功率管的導通損耗除了和系統設計的原邊峰值電流有關外，與自身的導通時刻VCE也強相關。為了提高驅動效率，LP3716XX系列還采用了專利的斜波驅動：可以保證VCE的導通電壓基本維持在0.2V以內，減小導通損耗。功率BJT的hFE是正溫特性，當IC=0.7A左右的時候，高溫時會增加25%左右（如下圖所示）。

▲ 某款三極管的直流增益以及溫度特性

因此，溫度越高，同等驅動電流（芯片驅動電流接近零溫）情況下的VCE會越低，導通損耗越小。

BJT關斷階段

1、BJT關斷損耗集中在交越部分tc，并且估算出BJT的關斷損耗計算如下：

2、為了得到較低的關斷損耗，減少溫升，增加可靠性，從驅動角度的優化，就需要盡可能的減小交越時間tc。

3、如下圖所示，LP3716XX系列采用了兩項技術來減小此時間：

▲ LP3716XXX系列的驅動波形

1）斜波驅動電流的峰值IB與原邊峰值電流IC成正比關系；

2）采用預關斷技術，提前將驅動電流減小為IBHOLD，保證可以快速關斷；

芯茂微的BJT在正偏/反偏下均在安全工作區內，可確保BJT不會損壞。

BJT正偏（飽和狀態）下的安全區

下圖為某2款三極管正偏時的SOA圖。

通過前面LP3716XX系列的BJT驅動過程可以看到，在系統設計的整個開關周期內，功率BJT都是在SOA的范圍并有足夠的裕量：比如原邊峰值電流IC 《 1A；原邊開通時間TONP 《 20us;開通后的VCE 《 0.2V。

BJT反偏狀態下的安全區

下圖為某2款三極管反偏狀態下的SOA圖。

LP3716XX系列在關閉功率BJT的瞬間，Base電壓會下拉到0V，而此時的Emitter電壓，由于原邊峰值電流緩慢下降，所以VCE 》 0V。對于此時的功率BJT，BE之間會有一個反偏電壓的存在，并且會有一個大約-1V逐漸變為0V的過程。LP3716XX系列在此狀態下，也都在安全區內并有足夠的裕量：比如原邊峰值電流IC 《 1A for 13005。

據相關工程師對小編介紹，經過長期的可靠性試驗證明，芯茂微驅動BJT方案的可靠性，已和驅動MOS方案可靠性持平。

應用剖析

芯茂微驅動BJT方案的自研LP3716X系列芯片

以芯茂微自研的LP3716X系列芯片為例，這是一款高性能隔離型適配器和充電器的控制芯片。通過原邊側的電流和電壓檢測實現恒流和恒壓功能，內置環路穩定性補償，可以省略TL431 和光電耦合器。

據悉，LP3716X系列通過設定外部的分壓電阻和變壓器原副邊匝比來實現恒壓和恒流輸出功能。同時在帶輸出電纜的適配器或充電器應用中，為了實現更好的輸出電壓調整率，LP3716X系列內置輸出線纜壓降補償功能，可以通過設定 FB 上電阻的值來調節輸出線纜補償值。

在恒壓調制階段，為了得到更好的平均效率和音頻特性，LP3716X系列芯片采用了包含 PFM/PWM 的多模式控制，在重載時，芯片工作在 PFM 和谷底導通區域，得到高效率和 優異的EMI 特性；中載時，為了得到更好的音頻特性，系統工作在 PWM 調制；輕載時，工作在低頻 PFM 并降低驅動電流以提升平均效率。

LP3716X系列芯片集成了多種重啟的保護功能，包括VCC 過壓/欠壓保護，FB 電阻開短路保護，輸出短路保護，輸出電壓過壓保護和過溫保護等。

LP3716X系列芯片采用 SOP8 封裝，集成 BJT，適用于 12W及以下隔離方案。產品應用在機頂盒、藍牙音箱、手機、無繩電話、PDA、MP3 和其它便攜式設備等的適配器、充電器等，滿足企業的線性電源和 RCC 開關電源升級換代需求。

據小編了解到，芯茂微電子在2019年6月推出過第二代極簡自供電系列PSR產品，專利自供電技術，該技術具有外圍電路極簡，專利自供電及驅動控制技術，專有抖頻及ESD防護技術，高精度的CC/CV，保護功能全面等特點，產品一經推出就備受市場關注，好評如潮。

隨著國內中小功率AC-DC隔離電源日趨成熟，電源制造商對功率密度、效率、性能和價格提出了更高要求，芯茂微的最新驅動BJT方案的自研LP3712X系列、LP3713X系列、LP3714X系列、LP3715X系列、LP3716X系列以及LP3667X系列芯片在滿足客戶對小體積和高效率產品設計需求上，還省了不少的器件和結構成本，好用又好省，是方案選型的不二選擇。

如今，芯茂微電子持續創新，不斷優化產品技術方案，讓工程師設計更簡單、更高效，提高產品性能，為企業降本增效。

期待芯茂微的不斷創新，為我們帶來更好的產品。

原文標題：芯茂微推出可靠性媲美MOSFET的12W內置BJT的PSR電源解決方案

文章出處：【微信公眾號：電子發燒友網】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。