芯朋微小體積5V2.4A六級能效充電器方案詳介

　　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換效率：

　　PFM_QR Mode： QR技術以提高75%和100%效率

　　PWM_QR Mode： 平衡開關損耗及通態(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：

　　電源設計應注意：

　　合理設計變壓器，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，確保空載fs大于400Hz

?

　　2. 自適應檢測式谷底開通

　　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，忽略開關管開關瞬態(tài)轉換時間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. 變壓器設計

　　根據(jù)電磁感應定定理，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：

　　應考慮（1）、（7）、（8）、（9）來設計變壓器電氣參數(shù)，由于PN8366-PN8370的VDD范圍放寬至8～34V，可支持各種變壓器結構。

　　5. 功率管應用

　　為提高系統(tǒng)可靠性，功率器件應降額使用，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

　　芯片小信號回路應遠離EMI濾波器的磁性元器件，改善電磁兼容性.