今天給大家介紹PN8370(SOP7) 5V2.4A六級能效充電器方案。
一PCB及DEMO實物圖
二方案典型應(yīng)用圖

三方案特性
輸入電壓:90~265Vac全電壓
輸出電壓:5V
輸出電流:2.4A±3%
平均效率:≥79.94%(滿足六級能效要求)
高壓啟動待機功耗《50mW
多重補償(線補償、CC補償、溫度補償、輕載補償)無需外部元件
輸出短路保護、輸出過流保護,VDD過壓保護,F(xiàn)B分壓電阻開路、短路保護,電流偵測電阻Rcs短路保護,過溫保護;
四測試數(shù)據(jù)



五EMC測試
EMI傳導、輻射滿足EN55022 Class B標準要求,裕量均大于6.0dB
ESD滿足IEC61000-4-2,8kV/15kV等級要求
EFT滿足IEC 61000-4-4: 2004,4kV等級要求
Surge滿足IEC 61000-4-5:2005,1kV等級要求
交流絕緣滿足3.75kV,60s, 漏電流小于5mA要求
六封裝及腳位配置圖

七設(shè)計要點
1. 多模式恒壓控制策略

PN8366-PN8370恒壓控制策略如上圖所示,多工作模式以提高轉(zhuǎn)換效率:
PFM_QR Mode: QR技術(shù)以提高75%和100%效率
PWM_QR Mode: 平衡開關(guān)損耗及通態(tài)損耗以提高25%和50%效率,避免音頻噪音
PFM Mode: 專利高壓啟動顯著提高10%負載效率
Standby Mode:工作頻率低至400Hz,可實現(xiàn)30mW待機

由于芯片工作在不連續(xù)導電模式,工作頻率由能量守恒確定:
電源設(shè)計應(yīng)注意:
合理設(shè)計變壓器,確保滿載fs在35~75kHz(4點平均效率與fs成反比)
合理選擇假負載,確??蛰dfs大于400Hz
?
2. 自適應(yīng)檢測式谷底開通

如上圖所示:
T1為變壓器勵磁時間:

T2為變壓器去磁時間:

T3為激勵電感Lp和寄生電容Cds的振蕩時間,忽略開關(guān)管開關(guān)瞬態(tài)轉(zhuǎn)換時間Tr和Tf :

PN8366-PN8370在T3期間尋找振蕩谷底開通,從而減小Cds放電損耗,提高效率、降低芯片溫度,由(4)式可以看出:T3與VDC成正比,即輸入電壓越低,芯片跳過的谷底越少;T3與Po成反比,即輸出功率越重,芯片跳過的谷底越少(實際為衰減振蕩),建議在低壓滿載時芯片在1-3谷底開通。
3. FB采樣
芯片在T2期間間接采樣輸出電壓信號,閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出電壓:

應(yīng)盡量減小變壓器漏感Ls或減輕RCD吸收,以降低Tr期間變壓器漏感Ls與Cds振蕩對FB采樣的影響,提高電壓精度。另外,輸出電壓線補量由FB采樣電阻調(diào)整:

4. 變壓器設(shè)計
根據(jù)電磁感應(yīng)定定理,最大磁通密度為:

其中Np為變壓器原邊圈數(shù)、Ae為變壓器窗口面積、Vcs芯片CS腳內(nèi)部基準最大值。
該系列產(chǎn)品采樣開環(huán)恒流法,即去磁占空比固定為0.5

由于芯片占空比被限制在0.5以內(nèi),變壓器匝比受下式約束:

應(yīng)考慮(1)、(7)、(8)、(9)來設(shè)計變壓器電氣參數(shù),由于PN8366-PN8370的VDD范圍放寬至8~34V,可支持各種變壓器結(jié)構(gòu)。
5. 功率管應(yīng)用
為提高系統(tǒng)可靠性,功率器件應(yīng)降額使用,在最糟工況下,推薦降額系數(shù)如下:
電壓De-rating系數(shù)為0.85,如芯片Vds電壓低于595V(700*0.85)。
溫度De-rating系數(shù)為0.85,如芯片表面溫度低于115度(135*0.85)。
6. PCB布線
功率回路盡量短,且與其它回路分開,改善系統(tǒng)EMC
采樣回路盡量短,以防止采樣受干擾,提高系統(tǒng)EFT能力
VDD電容盡量緊貼芯片供電腳與GND腳,提高系統(tǒng)ESD能力
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