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基于PN6370T(800V)+PN8306H的5V2A充电器解决方案

来源: 芯朋微电子
2019-03-06
类别:无线互联
eye 221
文章创建人 拍明芯城

原标题:死磕印度!不增加电容成本,AC420V工作的5V2A充电器方案

  

  Chipown开关电源芯片在印度市场有长达十年的高品质口碑,多年来积累了深厚的应用经验,印度市场开关电源损毁的最主要问题就在于电解电容爆裂和开关电源芯片烧毁。

基于PN6370T(800V)的5V2A充电器解决方案.png

  本期,芯朋微电子为大家介绍最新一代的集成市电欠过压保护的PN6370系列PSR电源方案,在不增加电容成本(例如采用4个高压电解)的前提下,仅靠芯片自身技术再次提高了电源整体可靠耐压工作范围50V以上。

  Chipown技术团队为大家分析高压电容SOA保护的理论依据,进而详细介绍基于PN6370T(800V)的5V2A充电器方案,该方案具有超宽市电工作范围90~420Vac、雷击不掉电、六级能效5个点以上裕量等亮点。

  反激电源的简化电路如下图所示:

反激电源的简化电路.png

  Chipown解决方案特点

  高压电容SOA保护专有技术

  高压电解电容工作电压Vbus 与漏电流 Ilk (KM100M500G140A)的特性曲线如下:

 高压电解电容工作电压Vbus 与漏电流 Ilk (KM100M500G140A)的特性曲线.png

  Cbus的损耗包含高频纹波电流损耗和漏电流损耗两部分:

Cbus的损耗包含高频纹波电流损耗和漏电流损耗.png

  漏电流损耗在传统电源设计中常常被忽略,然而印度电网会波动至400Vac以上,此时Vbus超过常用的电解电容的额定电压(400~550V),持续工作,会导致电容温度急剧升高而损坏电容。

  因而,应在电解电容漏电流急剧上升前关闭反激变换器,从而降低电容损耗及环境温度,将高压电容限制在SOA区域工作。PN6370T通过检测输入整流滤波电容上的峰值电压判断市电工况,由外部电阻设定市电过压及欠压保护点。市电发生异常后,PN6370T进入待机状态,从而降低纹波电流引起的损耗及充电器内部环境温度,防止电容过温或闪火击穿损坏,待机时芯片内部高压模块自供电,电源不锁死、不重启,更安全;市电异常消除后,恢复到正常工作状态。

  雷击不掉电的独创技术

  PN6370T内置智能识别技术模块,可有效区分雷击干扰与电网电压波动,方案轻松通过雷击标准A(不掉电)。

  满足六级能效

  PN6370T内置高压启动,可节省2颗启动电阻,实现75mW待机;多工作模式+专利谷底开通技术提升效率;

  PN8306H内置电压降极低的功率MOSFET以提高电流输出能力,提升转换效率,使得系统效率可以满足六级能效的标准,并留有足够的裕量。

  Chipown方案介绍

  1、芯片封装及脚位配置图

PN6370T.png

  PN6370T集成超低待机功耗准谐振原边控制器及800V高雪崩能力智能功率MOSFET,用于高性能、外围元器件精简的充电器、适配器和内置电源。

PN8306H.png

  PN8306H包括同步整流控制器及高雪崩能力功率MOSFET,用于在高性能AC/DC反激系统中替代次级整流肖特基二极管

  2、方案典型应用

基于PN6370T(800V)+PN8306H的5V2A充电器解决方案.png

  3、DEMO实物图

  PCBA尺寸:42.9mm*33mm*15mm(板上高度)

  输入电压:90~420Vac

  输出功率:10W(Typical)

  待机功耗:<75mW(264Vac)

  启动时间:<200ms(90Vac)

  市电OVP:380Vac

  高压电容:KM100M500G140A

DEMO实物图.png

  4、测试数据

  友商们的传统5V2A方案(搭配800V开关管和450V电解电容)一般只能在320Vac长期运行,而PN6370T方案可以在390Vac(搭配450V电解电容)或420Vac(搭配500V电解电容)以内长期安全运行,仅当Vac超过430Vac后20分钟电容才有损坏风险。即在不增加外围电容成本的前提下,仅靠PN6370T芯片自身技术再次提高了电源整体可靠耐压工作范围50V以上。

测试数据.png

  备注:为验证PN6370T保护高压电解电容的有效性,调小R9屏蔽SOA保护。实验表明500V高压电解电容CE2在390VAC工作几十分钟后即开阀损坏。

测试数据.png

测试数据.png

  5、EMC&安规测试

  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,接触8kV/空气15kV

  EFT满足IEC 61000-4-4: 2004,4kV等级要求

  Surge满足IEC 61000-4-5:2005,2kV等级要求

  交流绝缘满足3.75kV,60s,漏电流小于5mA要求


责任编辑:David

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