SCM1502A 繼電器節(jié)電控制芯片

特點：

●   實時檢測輸入電壓，可精確設(shè)置繼電器動作電壓

●   可在 2.5:1 的寬輸入電壓范圍工作

●   吸合電流與吸持電流可分別設(shè)置，繼電器線圈設(shè)計更簡單

●   自帶模擬抖頻，輕松解決 EMI 問題

●   工作電壓范圍 7~40V，滿足絕大部分繼電器應(yīng)用要求

●   具有快速關(guān)斷功能，減少繼電器關(guān)斷延時

●   從輸入取電，節(jié)省輔助電源

應(yīng)用范圍：

●   各種繼電器節(jié)電改造

封裝：

功能描述：

SCM1502A 是一款繼電器節(jié)電控制器，可以減少繼電器的吸合與吸持功耗。 SCM1502A 內(nèi)置啟動電路，可以在輸入電壓 7V~40V 輸入電壓范圍內(nèi)，以大于 8mA 的充電電流完成控制器的快速啟動，以便在滿足繼電器動作條件下，快速響應(yīng)。此外，SCM1502A 還能控制繼電器線圈實現(xiàn)大電流吸合與小電流吸持的切換，其吸合和吸持電流大小可自主設(shè)計，便于不同繼電器的 應(yīng)用。并且在小電流吸持階段，發(fā)生輸入欠壓或用戶不使能的情況，控制器會激活快速關(guān)斷功能，讓繼電器的快速斷開，以減少 SCM1502A 對繼電器斷開性能的影響。

典型應(yīng)用電路：

功能曲線：

引腳封裝：

內(nèi)部框圖：

引腳描述：

引腳說明：

VCC（Bypass 端）：控制器的旁路電容端口，外接 bypass 電容 C_VCC。上電后，內(nèi)置的 LDO 電路給電容 C_VCC 充電，VCC 電壓上升。當 VCC 電壓被充 電到啟動閾值 V_{VCC_ON}時，控制器開始輸出驅(qū)動信號，并且 LDO 電路會持續(xù)工作，最終維持 VCC=5.2V。

VIN（輸入）：控制器的電源供電端口，可接 40V 以下的直流輸入電壓。該直流輸入電壓，經(jīng) VIN 內(nèi)部的 LDO 電路降壓輸出至 VCC 引腳，VCC 引腳電 壓最終會穩(wěn)定在 5.2V。

GT（驅(qū)動輸出端）：輸出平均頻率為 23.9kHz 的方波信號，在吸合階段，為了確保吸合，允許出現(xiàn) 100%的占空比，但進入吸持階段后，控制器限制最大 占空比為 75%，并在吸合和吸持階段，方波頻率有周期性的抖動，即每 6ms 內(nèi)頻率在±6.5%的范圍內(nèi)抖動。

VSS（接地）：信號參考地。

CSH（吸合電流檢測）：大電流檢測引腳，只在吸合階段控制 GT 引腳輸出的方波信號的占空比，即當 CSH 引腳電壓大于 0.6V 時，GT 引腳輸出低電平。

CSL（吸持電流檢測）：小電流檢測引腳，只在吸持階段控制 GT 引腳輸出的方波信號的占空比，即當 CSL 引腳電壓大于 0.3V 時，GT 引腳輸出低電平。

VT(輸入電壓檢測)：外接分壓器采樣輸入電壓，當 VT<0.6V 時，計時 0.5ms，若 VT 仍小于 0.6V，則進入保護狀態(tài)；此時只有當 VT>0.8V，才能退出輸入 欠壓保護狀態(tài)。

FO（快速關(guān)斷管驅(qū)動輸出）：在正常工作模式下，只要 GT 引腳輸出高電平，則 VFO=VVCC-0.6-VCSL。為了能夠?qū)?FO 引腳充電至最大值，需要在 GT 引 腳信號的第一個上升沿出現(xiàn)后，VCSL還不是很大時，將 VFO充電至 VVCC-0.6，這樣才能最大程度的降低快速關(guān)斷管的導(dǎo)通電阻。在吸持階段，若控制器進入輸入欠壓保護，則 FO 會抽取 1.45mA 的電流，使得快速關(guān)斷管 TR1 工作在亞閾值區(qū)，電感的消磁電流斜率變大，進而減小繼電器觸頭彈開的延時，詳 見“快速關(guān)斷”小節(jié)。

極限額定值

下列數(shù)據(jù)是在自然通風，正常工作溫度范圍內(nèi)測得（除非另有說明）。

注：若超出“最大額定值”表內(nèi)列出的應(yīng)力值，可能會對器件造成永久損壞。長時間工作在極限額定條件下，器件的可靠性有可能會受到影響。所有電壓值都是以大地(GND)為參考基準。 電流是指定端子的正輸入，負輸出。

推薦工作參數(shù)

若無特殊說明，下列參數(shù)都是在常溫常壓，不密封環(huán)境下測試得到的。

引腳封裝：

內(nèi)部框圖：

引腳描述：

引腳說明：

VCC（Bypass 端）：控制器的旁路電容端口，外接 bypass 電容 C_VCC。上電后，內(nèi)置的 LDO 電路給電容 CVCC充電，VCC 電壓上升。當 VCC 電壓被充 電到啟動閾值 V_{VCC_ON}時，控制器開始輸出驅(qū)動信號，并且 LDO 電路會持續(xù)工作，最終維持 VCC=5.2V。

VIN（輸入）：控制器的電源供電端口，可接 40V 以下的直流輸入電壓。該直流輸入電壓，經(jīng) VIN 內(nèi)部的 LDO 電路降壓輸出至 VCC 引腳，VCC 引腳電 壓最終會穩(wěn)定在 5.2V。

GT（驅(qū)動輸出端）：輸出平均頻率為 23.9kHz 的方波信號，在吸合階段，為了確保吸合，允許出現(xiàn) 100%的占空比，但進入吸持階段后，控制器限制最大 占空比為 75%，并在吸合和吸持階段，方波頻率有周期性的抖動，即每 6ms 內(nèi)頻率在±6.5%的范圍內(nèi)抖動。

VSS（接地）：信號參考地。

CSH（吸合電流檢測）：大電流檢測引腳，只在吸合階段控制 GT 引腳輸出的方波信號的占空比，即當 CSH 引腳電壓大于 0.6V 時，GT 引腳輸出低電平。

CSL（吸持電流檢測）：小電流檢測引腳，只在吸持階段控制 GT 引腳輸出的方波信號的占空比，即當 CSL 引腳電壓大于 0.3V 時，GT 引腳輸出低電平。

VT(輸入電壓檢測)：外接分壓器采樣輸入電壓，當 VT<0.6V 時，計時 0.5ms，若 VT 仍小于 0.6V，則進入保護狀態(tài)；此時只有當 VT>0.8V，才能退出輸入 欠壓保護狀態(tài)。

FO（快速關(guān)斷管驅(qū)動輸出）：在正常工作模式下，只要 GT 引腳輸出高電平，則 VFO=VVCC-0.6-VCSL。為了能夠?qū)?FO 引腳充電至最大值，需要在 GT 引 腳信號的第一個上升沿出現(xiàn)后，VCSL還不是很大時，將 VFO充電至 VVCC-0.6，這樣才能最大程度的降低快速關(guān)斷管的導(dǎo)通電阻。在吸持階段，若控制器進 入輸入欠壓保護，則 FO 會抽取 1.45mA 的電流，使得快速關(guān)斷管 TR1 工作在亞閾值區(qū)，電感的消磁電流斜率變大，進而減小繼電器觸頭彈開的延時，詳見“快速關(guān)斷”小節(jié)。

極限額定值

下列數(shù)據(jù)是在自然通風，正常工作溫度范圍內(nèi)測得（除非另有說明）。

注：若超出“最大額定值”表內(nèi)列出的應(yīng)力值，可能會對器件造成永久損壞。長時間工作在極限額定條件下，器件的可靠性有可能會受到影響。所有電壓值都是以大地(GND)為參考基準。 電流是指定端子的正輸入，負輸出。

推薦工作參數(shù)

若無特殊說明，下列參數(shù)都是在常溫常壓，不密封環(huán)境下測試得到的。

電學特性

若無特殊說明，下列參數(shù)都是在常溫常壓，不密封環(huán)境下測試得到的。

典型曲線

圖1 VT 引腳繼電器關(guān)斷電壓（V_{VT_OFF}）VS 溫度或吸合電流閾值電壓（V_CSHT）VS 溫度

圖2 吸持電流閾值電壓（V_CSLT）VS 溫度

圖3 VT 引腳繼電器動作電壓（V_{VT_ON}）VS 溫度

圖 4 VCC 啟動電流（I_START）VS 溫度

功能應(yīng)用

圖 5 啟動過程電路原理圖

圖 6 吸合階段與吸持階段等效電路

圖 7 關(guān)斷階段電路原理圖

（1）圖 5，芯片啟動時的工作原理見啟動過程的工作原理圖。芯片啟動后，GT 會輸出高電平，這時 FO 也會持續(xù)輸出一個電流驅(qū)動 MOS 管 TR1。 FO 給 MOS 管 TR1 的柵極充電，電流 I_{FO_ON} 的路徑如下：當 MOS 管 TR2 導(dǎo)通時，F(xiàn)O 引腳就會通過 MOS 管 TR1 的體二極管和 MOS 管 TR2 這條路徑 給電容 C4 充電，每次 MOS 管 TR2 導(dǎo)通時，F(xiàn)O 引腳都會給 C4 充電。所以在吸合階段和吸持階段，MOS 管 TR1 都是長通的。

（2）圖 6，由于正常工作時 MOS 管 TR1 長通，主功率電路就可以等效為吸合階段與吸持階段等效電路。在 MOS 管 TR2 導(dǎo)通時，繼電器線圈被勵 磁，線圈電流增大，電流路徑如 I₁；TR2 關(guān)斷時，繼電器線圈通過二極管 D3 去磁，線圈電流減小。芯片通過 CSH 和 CSL 腳來檢測繼電器線圈的電流， 實時調(diào)整占空比，來調(diào)整線圈電流的大小。

（3）圖 7，在關(guān)斷階段，見關(guān)斷階段電路原理圖。MOS 管 TR2 不導(dǎo)通，同時 FO 會抽電容 C4 的電流，抽電流 I_{FO_OFF} 的路徑如下：通過 MOS 管 TR2 的體二極管、MOS 管 TR1 來抽 C4 的電流。這時 MOS 管 TR1 工作在亞閾值狀態(tài)，MOS 管 TR1 的漏端電壓比較大，電壓值為 V_TH+V_DZ，其中 V_TH 為 TR1 的導(dǎo)通閾值電壓，V_DZ為穩(wěn)壓二極管 DZ 的穩(wěn)壓值。這時繼電器線圈的去磁電壓變大，線圈電流衰減得很快，最終達到快速關(guān)斷的效果。