RAA223010：超低待機(jī)功耗700V AC/DC降壓調(diào)節(jié)器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，AC/DC開(kāi)關(guān)降壓調(diào)節(jié)器是實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵組件，尤其是對(duì)于需要高效、低功耗的應(yīng)用場(chǎng)景。Renesas推出的RAA223010通用輸入AC/DC開(kāi)關(guān)降壓調(diào)節(jié)器，以其超低待機(jī)功耗和出色的性能，成為眾多工程師的熱門(mén)選擇。

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一、產(chǎn)品概述

RAA223010集成了700V MOSFET，能夠提供高達(dá)10W的輸出功率，支持低至3.3V的輸出電壓。它結(jié)合了重載時(shí)的恒定關(guān)斷時(shí)間控制和輕載時(shí)的脈沖頻率調(diào)制（PFM），不僅能將開(kāi)關(guān)頻率控制在可聽(tīng)頻率以上（約45kHz），消除潛在噪音，還能在輕載時(shí)實(shí)現(xiàn)卓越的效率和超低功耗（無(wú)負(fù)載時(shí)<15mW），效率最高可達(dá)80%。此外，內(nèi)置的頻率抖動(dòng)功能進(jìn)一步降低了電磁干擾（EMI）噪聲頻譜。

在保護(hù)功能方面，RAA223010具備輸入欠壓保護(hù)，可防止在低輸入電壓時(shí)輸入電路過(guò)流；同時(shí)，還提供了針對(duì)短路、過(guò)載、過(guò)壓和開(kāi)路反饋等輸出故障情況的打嗝保護(hù)。其采用小型7引腳SOIC封裝，節(jié)省了電路板空間。

二、產(chǎn)品特性剖析

2.1 超低待機(jī)功耗與靜音運(yùn)行

RAA223010的超低待機(jī)功耗（<15mW）和低靜態(tài)電流（<75μA）特性，使其在節(jié)能方面表現(xiàn)出色。在輕載或無(wú)負(fù)載情況下，PFM模式能夠有效降低功耗，同時(shí)避免了可聽(tīng)噪聲的產(chǎn)生，為對(duì)噪音敏感的應(yīng)用提供了理想解決方案。

2.2 高效能與低EMI

通過(guò)恒定關(guān)斷時(shí)間控制和PFM模式的結(jié)合，RAA223010在重載和輕載時(shí)都能保持較高的效率。內(nèi)置的頻率抖動(dòng)功能則有助于降低EMI噪聲，減少對(duì)其他電子設(shè)備的干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 豐富的保護(hù)功能

輸入欠壓保護(hù)、短路保護(hù)（SCP）、過(guò)載保護(hù)（OLP）、過(guò)壓保護(hù)（OVP）、開(kāi)路反饋保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)（OTP）等一系列保護(hù)功能，確保了RAA223010在各種異常情況下的可靠性和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

2.4 靈活的設(shè)計(jì)選項(xiàng)

可編程的PFM模式允許工程師根據(jù)不同的待機(jī)功率要求優(yōu)化輸出電容（Cout），為設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的靈活性。

三、工作模式詳解

3.1 恒定關(guān)斷時(shí)間模式

在重載情況下，RAA223010采用恒定關(guān)斷時(shí)間控制，使開(kāi)關(guān)頻率保持在可聽(tīng)頻率以上（約45kHz），確保無(wú)噪音運(yùn)行。由于導(dǎo)通時(shí)間遠(yuǎn)小于關(guān)斷時(shí)間，IC以準(zhǔn)恒定頻率運(yùn)行，能夠快速響應(yīng)負(fù)載變化，提供穩(wěn)定的輸出功率。

3.2 PFM模式

當(dāng)負(fù)載電流降低到特定值以下時(shí)，RAA223010自動(dòng)切換到PFM模式。在該模式下，峰值電流保持在最低水平，關(guān)斷時(shí)間逐漸增加，以維持輸出電壓的穩(wěn)定。這種模式不僅能顯著降低功耗，還能在無(wú)負(fù)載時(shí)將開(kāi)關(guān)頻率降低到1kHz以下，進(jìn)一步減少噪音。

四、設(shè)計(jì)指導(dǎo)

4.1 反饋電阻選擇

輸出電壓由反饋電阻RFB1和RFB2的分壓比決定?？紤]到反饋二極管D3和續(xù)流二極管D2的正向電壓不匹配，在計(jì)算電阻值時(shí)需要添加0.5V的偏移量。串聯(lián)電阻與D3可以幫助減小不匹配的影響。

4.2 輸出電感選擇

根據(jù)恒定關(guān)斷時(shí)間（滿載時(shí)為22μs）和輸出電壓、峰值電流等參數(shù)，可以計(jì)算出所需的輸出電感值。合適的輸出電感能夠確保在不同負(fù)載情況下，電感電流的變化在合理范圍內(nèi)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.3 反饋電容（CFB1）選擇

反饋電容CFB1決定了無(wú)負(fù)載情況下的脈沖頻率。通過(guò)合理選擇CFB1，可以實(shí)現(xiàn)所需的無(wú)負(fù)載待機(jī)功率。同時(shí)，需要注意避免CFB1過(guò)大導(dǎo)致輸出電容要求過(guò)高，以及過(guò)小的輸出電壓變化（?Vout）可能引起內(nèi)部PFM比較器在模式轉(zhuǎn)換時(shí)的邏輯功能不穩(wěn)定。

4.4 輸出電容選擇

輸出電容需要滿足輸出紋波電壓和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的要求。在選擇輸出電容時(shí)，要確保其放電速率在規(guī)定的階躍負(fù)載瞬變下，慢于采樣電容（CFB1）的放電速率。同時(shí)，輸出電容還應(yīng)足夠大，以在負(fù)載階躍時(shí)提供足夠的瞬態(tài)電壓支持。

4.5 偏置電容選擇

包括VCC保持電容C3和VCC電容CVCC的選擇。C3在PFM模式下為IC提供保持能量，提高輕載效率；CVCC則用于濾波VCC電壓，并在過(guò)載保護(hù)觸發(fā)時(shí)設(shè)置打嗝時(shí)間。

4.6 假負(fù)載電阻選擇

在無(wú)負(fù)載情況下，為了保持輸出電壓穩(wěn)定并降低系統(tǒng)待機(jī)功率，可以添加假負(fù)載電阻。假負(fù)載電阻的阻值可以根據(jù)所需的待機(jī)功率、輸出電壓和IC靜態(tài)電流等參數(shù)計(jì)算得出。

4.7 功率能力

RAA223010的最大輸出功率受到環(huán)境溫度、輸出電壓、輸入電壓和PCB熱設(shè)計(jì)等因素的影響。一般來(lái)說(shuō)，較高的輸入電壓和較低的環(huán)境溫度允許輸出更多的功率。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)參考數(shù)據(jù)表中的最大輸出電流表格，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

4.8 PCB布局指導(dǎo)

合理的PCB布局對(duì)于確保RAA223010的穩(wěn)定運(yùn)行、良好的熱性能、EMI性能和可靠性至關(guān)重要。在布局時(shí)，要注意高壓和低壓走線之間的間距、輸入濾波電容到IC、開(kāi)關(guān)電感、輸出電容和輸入電容接地的小環(huán)路、開(kāi)關(guān)電感和輸出電容的小環(huán)路等。同時(shí)，要確保IC漏極和源極引腳有足夠的銅面積，以提高散熱性能，并將開(kāi)關(guān)電感與輸入EMI電感保持一定距離，避免噪聲耦合。

五、應(yīng)用拓?fù)?/h2>

RAA223010適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，如家用電器、家庭自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)和傳感器、計(jì)量和工業(yè)控制以及偏置電源等。其靈活的應(yīng)用拓?fù)?，如從CFB1進(jìn)行VCC反饋的降壓電路、5V輸出降壓電路、3.3V輸出降壓電路和降壓/升壓電路等，為不同的應(yīng)用需求提供了多樣化的解決方案。

六、總結(jié)

RAA223010以其超低待機(jī)功耗、高效能、低EMI和豐富的保護(hù)功能，成為AC/DC降壓調(diào)節(jié)器領(lǐng)域的一款優(yōu)秀產(chǎn)品。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和布局，工程師可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，為各種應(yīng)用提供穩(wěn)定、可靠的電源解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和參數(shù)要求，仔細(xì)選擇各個(gè)組件的參數(shù)，并遵循PCB布局指導(dǎo)，以確保系統(tǒng)的性能和可靠性。你在使用RAA223010過(guò)程中遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。