基于全集成转换器PN8160T+全集成同步整流PN8308M的12V2A六级能效先进方案
原标题:变压器顺绕如何搞定12V2A六级能效?
本期,芯朋微技术团队为各位粉丝分享基于同步整流技术的12V2A六级能效先进方案。并为攻城狮们解答以下热点问题:24W电源方案如何节省更多阻容?变压器如何使用顺绕结构满足六级能效?还能有2个点以上裕量?功率半导体器件如何降低温升并移去散热器?
答案是:
全集成转换器PN8160T + 全集成同步整流PN8308M
后附详细的方案设计流程及要点。
1.封装及脚位配置图
PN8160T封装及脚位配置图
PN8160T全集成六级能效控制器及690V高雪崩智能功率MOSFET,广泛应用于12V2A SSR Flyback架构的六级能效适配器。
内置高压启动,节省2颗启动电阻;内置电流采样管,节省4颗CS侦测器件,并以Trim技术实现3%OCP精度;叠层封装技术提高功率密度,24W应用无需散热片。
PN8308M封装及脚位配置图
PN8308M全集成电流型同步整流控制器及80V智能功率MOSFET,广泛应用于12V2A DCM/CCM Flyback架构的六级能效适配器。
高集成度,可实现零外围工作;取代二极管整流,平均效率可提升2%,从而降低变压器(采用顺绕结构)及输出线材成本。
2.PCB及DEMO实物图
3.方案典型应用图
4.方案特性
PCBA尺寸:67mm*42mm*20mm
输入电压:90~265Vac全电压
输出规格:12V/2A
平均效率:≥86.8%
待机功耗:<75mW
启动时间:<200ms(90Vac)
拥有输出短路保护,输出过压保护,输出过流保护,VDD过压保护,DMG分压电阻开路短路保护,以及过温保护
5.测试数据
(温度数据:CH1环境;CH2 PN8160T;CH3 铁芯;CH4 线包;CH6 8308M;)
6.EMC测试
EMI传导、辐射满足EN55032 Class B标准要求,裕量均大于6.0dB
ESD满足IEC61000-4-2,8kV/15kV等级要求
EFT满足IEC 61000-4-4: 2004,4kV等级要求
Surge满足IEC 61000-4-5:2005,L-N 4KV,L-PE 4KV,L-PE 4KV等级要求
交流绝缘满足3.75kV,60s, 漏电流小于5mA要求
7.应用设计要点
a. 同步整流
PN8308M根据内部MOSFET的Vds电压及Isd电流来开通和关断SR,内部固化Tonmin和Toffmin来提高抗干扰性及精简外围;
SW与GND引脚建议增加RC吸收以减小CCM模式下Vds尖峰,VDD引脚建议增加RC低通滤波以增强系统的ESD能力。
b. 输入电容Cbus选取
Cbus容量决定了变换器输入电压Vg的波动量,由能量守恒可知
在CCM模式下,Vg,min与最大占空比Dmax关系如下
由于PN8160内置斜率补偿且允许Dmax>0.7,相比PSR产品(通常Dmax限定在0.5以内),支持大匝比和小输入电容设计。
c. 变压器设计
第一步:在高压输入(Vg2=300V,fs2=65kHz)&额定负载下设定变压器n及Lp,使其反激变换器在临界模式工作,第一谷底附近开通,且在Idlimit工作点变压器不饱和。
第二步:在低压输入(Vg1=90V,fs1=85kHz)&额定负载,计算Krp及Dmax,设定变压器原副边绕组线径及圈数,电流密度合理且可绕制。
第三步:设定Vcc&屏蔽绕组,选择绕线结构:供电8-40V之间, Y电容两端干扰量2V以内。
d. DMG参数设计
根据分频电压,先设定R1
根据输出OVP电压,再设定R2
e. 反馈网络设置
环路补偿器传递函数
责任编辑:David
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