在现代电子设备中，开关电源芯片因其高效能转换和小尺寸特性而被广泛应用。KP3501AVGA 是一款高性能、低成本的非隔离式 5V100mA SOP-4 开关电源芯片，专为小家电电源和辅助电源设计，能够提供高精度的 5V 输出，同时具备多种保护功能和优化的系统成本。本文将详细介绍 KP3501AVGA 的主要特点、内部架构、电气参数以及应用电路，帮助工程师更好地理解和应用这款芯片。

KP3501AVGA 芯片概述

KP3501AVGA 是一款专为降压型和升降压型电路设计的非隔离式 PWM 功率开关芯片。它采用高压单晶圆工艺，集成了 500V 高压 MOSFET 和控制器，支持高精度 5V 默认输出，适用于小家电电源和辅助电源等应用场景。该芯片通过优化设计，实现了超低待机功耗（小于 50mW）和高效率的能量转换。

1.1 主要特点

• 高精度 5V 输出：KP3501AVGA 提供高精度的 5V 默认输出，适用于多种应用场景。
• 集成高压 MOSFET：内置 500V 高压 MOSFET，减少了外部元件数量，降低了系统成本。
• 超低待机功耗：芯片设计有轻重载模式，可轻松实现低于 50mW 的待机功耗。
• 多种保护功能：集成过载保护（OLP）、过热保护（OTP）、逐周期电流限制（OCP）、异常过流保护（AOCP）、前沿消隐（LEB）和 VDD 欠压保护等多种保护功能，确保系统的稳定性和可靠性。
• 支持多种拓扑：支持降压和升降压拓扑，适用于不同的电源转换需求。

1.2 典型应用

• 小家电电源：适用于各种小家电设备，如电吹风、电熨斗等。
• 辅助电源：为电子设备提供稳定的辅助电源，确保系统正常运行。

内部架构与功能

2.1 内部功能框图

2.2 功能描述

• 高压启动：KP3501AVGA 内置高压启动电路，能够在输入电压较低时启动，确保系统在宽电压范围内稳定工作。
• 软启动：芯片内置软启动功能，启动时电流逐渐增加，避免启动瞬间的电流冲击。
• 轻载模式：在轻载条件下，系统工作在断续模式下，KP3501AVGA 会自动降低峰值电流基准，以满足超低待机的要求。
• 过载保护：当输出电流超过设定阈值时，芯片会进入过载保护模式，停止开关动作，保护系统免受损坏。
• 过热保护：当芯片结温超过 155℃时，系统进入过热保护模式，停止开关动作，保护芯片免受高温损坏。
• 逐周期电流限制：芯片内部差分采样电路采样流经高压 MOSFET 的电流，当电流超过设定阈值时，MOSFET 立即关断，直至下一个周期重新开通。

电气参数

3.1 推荐工作条件

3.2 电气参数

管脚功能描述

(2) I – 输入；O – 输出；P – 功率；G – 地。

典型应用电路

5.1 降压型电路

5.2 参数选择

• 电感选择：为确保系统工作稳定，推荐 KP3501AVGA 系统工作于浅度 CCM 状态，即电感电流纹波 ΔI 接近于 OCP 峰值电流 (210mA)。具体感量计算公式如下：
  $$L=\frac{(V_o+V_f)\times T_{off\_min}}{\Delta I}$$
  其中：
  • $V_o$：输出电压
  • $V_f$：续流二极管压降
  • $T_{off\_min}$：IC 设定内部最小 Toff 时间，约 20μs
  • 选择感量 $L=0.68$mH、饱和电流 $I_{sat}>210$mA 的电感。
• 输出电容选择：对于常规的 5V-100mA 规格，输出电容根据实际纹波电压需求选择 100μF-220μF 即可。
• 假负载选择：需在空载输出电压和待机损耗上折中。一般而言，KP3501AVGA 系统推荐假负载阻值范围在 1-2kΩ 范围内，假负载损耗控制在 10-15mW 左右即可。

封装尺寸

KP3501AVGA 采用 SOP-4 封装，具体尺寸如下：

总结