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”DC/DC榜单。

“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。
 

下面让我们来具体了解下JWH3515系列吧！

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。

JWH3515原边反馈Flyback电路配置

JWH3515特点

▸集成200V功率开关电路以及200V启动电路

▸全输入范围支持6W的输出功率

▸可编程开关频率，最高支持到1MHz

▸具备外部时钟同步频率的能力

▸输入母线欠压和过压检测

▸逐周期电流限制

▸过温保护

▸内置误差放大器

▸DFN4*4-8,SOP-8,MSOP-8三种封装可选

集成200V MOSFET提升应用的鲁棒性

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。

因此，电源运行时VDRAIN的波形如下图所示：

反激变换器VDRAIN电压应力示意图

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。

综上，JWH3515内置200V功率MOSFET，运行时电压裕量为：

Margin=200V-Vin_max-Vsn-Vpk=64V

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。

内置反馈误差放大器，外围BOM极简

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。

JWH3515原边反馈Flyback电路配置

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。

Cvcc:置于芯片附近给芯片提供稳定的供电。

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。

支持多种反馈方式，适应丰富应用场景

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：

JWH3515 SSR副边反馈Flyback电路配置

JWH3515典型测试波形

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，

因此我们需要关注负载交叉调整率。如下图所示，在Io2负载从0A—1.2A—0A跳变时，Vo2 Overshoot仅0.52V，Undershoot仅0.92V，都在±20%以内，满足应用需求。

Vo2(CH2)，Io2(CH4)，48Vin/5Vo2，

原边反馈电路负载瞬变波形

JWH3515 VDRAIN电压应力波形如下，测试条件为Vin=72Vdc，输出为5V/1.2A。VDRAIN电压应力为124V，裕量充足。

CH2:VDRAIN

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。

杰华特隔离DC/DC电源系列一览

产品系列

型号

规格描述

隔离

DC/DC

JW3510

42Vin,集成65V/1.4A功率开关无光耦反激变换器

JWH3515

集成200V功率开关6W隔离反激变换器

JWH3516

集成200V功率开关20W隔离反激变换器

JWH3530

120V有源钳位PWM控制器

JWH5140F

100V，0.6A，

同步Flybuck隔离变换器

JWH5581

28V，1A驱动电流，

电流模式PWM控制器

JWH5583

高至50V宽输入，Boost/SEPIC/Flyback控制器

关于JOULWATT:

杰华特微电子股份有限公司(股票代码:688141)成立于2013年3月，是以虚拟IDM为主要经营模式的模拟集成电路设计企业。公司采用自有的国际先进的工艺技术进行芯片设计制造，是工业和信息化部认定的“专精特新小巨人”企业。

自成立以来，杰华特始终致力于提供高集成度、高性能与高可靠性的电源管理等芯片产品，为客户提供一站式采购服务。公司拥有丰富的产品组合、广泛的市场布局以及严格的质量管控。目前，产品涵盖DC/DC、AC/DC、线性电源、电池管理、信号链等产品线；应用范围涉及汽车电子、计算与通讯、工业应用、新能源、消费电子等众多领域。