導(dǎo)讀

本期，芯朋微技術(shù)團(tuán)隊(duì)為各位fans分享原副邊全集成的65W快充方案，該方案由PN8783、PN8307P套片組成，PN8783具有卓越的環(huán)路穩(wěn)定性、高功率密度、低待機(jī)功耗等明顯優(yōu)勢(shì)。PN8307P采用自適應(yīng)死區(qū)控制，支持反激變換器的DCM/QR工作模式，實(shí)現(xiàn)同步整流。

下面將為大家揭曉方案規(guī)格、線路圖紙、變壓器設(shè)計(jì)、測(cè)試數(shù)據(jù)及應(yīng)用要點(diǎn)。

1?芯片介紹

PN8783內(nèi)置高性能700V GaN FET，典型轉(zhuǎn)換效率大于93%；采用QR-Lock控制技術(shù)，大幅提高環(huán)路穩(wěn)定性；最高支持500kHz工作頻率，可以有效減小變壓器及輸出電容體積，顯著提升充電器功率密度；內(nèi)置800V高壓啟動(dòng)管，待機(jī)功耗輕松滿足75mW；同時(shí)具有優(yōu)異全面豐富的保護(hù)功能。

PN8307P內(nèi)置100V/7mΩ智能MOSFET，快速關(guān)斷+自適應(yīng)死區(qū)控制提高M(jìn)OSFET Rdson利用率，顯著降低溫升，專利輕載模式可降低待機(jī)功耗，具有超高性價(jià)比。

2?DEMO實(shí)物圖

小尺寸設(shè)計(jì)：51mm(L)X29mm(W)X20mm(H)

輸出規(guī)格：5V3A，9V3A，15V3A，20V3.25A

高效率：滿載效率94.0%（230V），滿足CoC V5 Tier2能效規(guī)范?

低待機(jī)功耗：小于75mW

寬供電范圍：支持PD3.0協(xié)議

3?原理圖（功率部分）

4?變壓器

電氣規(guī)范:

初級(jí)繞組電感量 (Lp) =320±5%uH @10kHz

電氣絕緣= 3kV, 50/60Hz,1分鐘 (pins1~6 to pins A~B)

5?為什么鎖谷底QR-LOCK技術(shù)的工作頻率更高？

PN8783采用的精準(zhǔn)鎖谷底QR-Lock技術(shù)， 工作頻率可達(dá)到500kHz，顯著提高充電器的功率密度。相比傳統(tǒng)QR技術(shù)，為什么鎖谷底QR-LOCK技術(shù)的工作頻率更高？其原理說(shuō)明如下：

反激變換器工作在DCM/QR模式，輸出功率由下式?jīng)Q定：

一個(gè)開(kāi)關(guān)周期由導(dǎo)通時(shí)間Ton、消磁時(shí)間Tdmg和振蕩時(shí)間Tosc組成，其表達(dá)式如下：

其中N為谷底數(shù)，大于等于1。

綜合①、②式，可得

對(duì)于市面上常見(jiàn)普通QR，因谷底不鎖定，開(kāi)關(guān)頻率受Tosc影響顯著，上圖參數(shù)舉例如下：平均開(kāi)關(guān)周期為7.95us(126kHz，第二谷底QR)，振蕩周期為1.5us，增加一個(gè)谷底則開(kāi)關(guān)頻率降低27.8kHz，減少一個(gè)谷底則開(kāi)關(guān)頻率增加56.7kHz。因此，為滿足最高頻率限制，市面上常見(jiàn)普通QR的平均開(kāi)關(guān)頻率相對(duì)不高。

對(duì)于PN8783所采用的精準(zhǔn)鎖谷底QR-Lock技術(shù)，在一個(gè)負(fù)載點(diǎn)附近開(kāi)關(guān)頻率僅受Ipmax影響，可近似等效為定頻控制。因此，精準(zhǔn)鎖谷底QR-Lock技術(shù)相比傳統(tǒng)QR，整體工作頻率更高、環(huán)路穩(wěn)定性更佳。

6?測(cè)試數(shù)據(jù)

1轉(zhuǎn)換效率

2空載待機(jī)功耗

3功率管應(yīng)力測(cè)試

PN8783

測(cè)試條件：

VIN=264Vac，Vout=20V3.25A

測(cè)試結(jié)果：Vds_MAX = 589 V

判斷標(biāo)準(zhǔn)：通過(guò)，小于700V限制

PN8307P

測(cè)試條件：

VIN=264Vac,，Vout=20V3.25A

測(cè)試結(jié)果：Vds_MAX = 83.5 V

判斷標(biāo)準(zhǔn)：通過(guò)，小于100V限制

4磁芯元件飽和測(cè)試

VIN=90Vac/60Hz，20V3.25A??

VIN=264Vac/60Hz，20V3.25A?

5負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)

VIN=90Vac/60Hz, 5V

VIN=264Vac/50Hz, 5V

VIN=90Vac/60Hz, 20V

VIN=264Vac/50Hz, 20V

6開(kāi)機(jī)延遲時(shí)間

判斷標(biāo)準(zhǔn)：通過(guò)，小于2s

VIN=90Vac/60Hz，5V0A

VIN=264Vac/50Hz，5V0A

7溫度測(cè)試(常溫測(cè)試)

Vin=90Vac，Vout=20V，Iout=3.25A

Vin=264Vac，Vout=20V，Iout=3.25A

7?EMC測(cè)試

● EMI傳導(dǎo)、輻射滿足EN55032 Class B標(biāo)準(zhǔn)要求，裕量均大于6dB

● ESD滿足IEC 61000-4-2，8kV/15kV等級(jí)要求

● EFT滿足IEC 61000-4-4: 2004，4kV等級(jí)要求

● Surge滿足IEC 61000-4-5:2005，2kV等級(jí)要求

● 交流絕緣滿足3.75kVac要求

8?應(yīng)用要點(diǎn)

（1）為了提高系統(tǒng)ESD能力，PN8783供電二極管串聯(lián)電阻R，R推薦值3.3Ω；PN8307P VDD引腳放置RC濾波，R推薦值10-22Ω， C推薦值0.1μF；

（2）系統(tǒng)最大工作頻率通過(guò)PN8783 FSET引腳外接電阻RFSET設(shè)置；

（3）PN8783所有CS引腳外部用銅箔相連；

（4）PN8783 DMG引腳上的上偏電阻R1和下偏電阻R2可以實(shí)現(xiàn)線電壓OCP補(bǔ)償，輸出OVP以及QR檢測(cè)功能，設(shè)置依據(jù)如下：

（5）為了提高輸出電壓采樣穩(wěn)定性；PN8783 DMG引腳下偏電阻R2并聯(lián)電容C，C推薦值10pF；

（6） PN8783芯片散熱焊盤(pán)位置加導(dǎo)熱過(guò)孔通過(guò)雙面銅箔散熱，并建議連接到GND。

審核編輯：湯梓紅