【三代網(wǎng)紅】初級高適配+次級全集成，QR-Lock技術65W快充套片
導讀
本期，芯朋微技術團隊為各位fans分享65W快充方案，該優(yōu)勢方案由PN8213、PN8307P、AP2080三顆套片組合，搭配GaN或者SuperJunction器件，具有高環(huán)路穩(wěn)定度、高功率密度、50mW低待機功耗、100V全集成同步整流等多重亮點，并從控制原理上為各位攻城獅們分享精準鎖谷底QR-Lock技術與傳統(tǒng)QR對充電器設計的影響。
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三顆黃金搭檔
01
PN8213：環(huán)路穩(wěn)定更佳、QR-Lock初級控制器
PN8213實現(xiàn)真正QR-Lock技術，環(huán)路高度穩(wěn)定，進口替換的適配度更高，最高支持500kHz工作頻率，減小變壓器及輸出電容體積；典型轉換效率大于93%，提升充電器功率密度。
PN8213與海外友商相比，具備“三高一低”壓倒性優(yōu)勢替代，外圍少2-4顆（OVP復用）、1/4負載轉換效率優(yōu)于1%以上，啟動HV耐壓高出100V，VDD耐壓高出30V，具有市電欠壓保護、輸出過壓保護、原副邊防直通保護、過載保護、過溫保護等。
PN8213內(nèi)置800V高壓啟動管和X電容放電功能，待機功耗小于50mW。
02
PN8307P：全集成同步整流
PN8307P內(nèi)置100V/7mΩ智能MOSFET，自適應死區(qū)控制，更低溫升，超高性價比。
03
AP2080：兆赫茲升壓供電寬輸出（可選）
AP2080采用1.5MHz開關頻率的COT控制技術，將儲能電感體積降至0805封裝，任何工況下可將PN8213 供電范圍控制在11-40V，提高15-20V輸出電壓下的轉換效率。
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封裝及腳位配置圖
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DEMO實物圖
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方案典型應用圖
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變壓器設計
初級繞組電感量 (Lp) ：320±5%uH @10kHz
磁芯：ATQ23.7
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為什么鎖谷底QR-Lock技術的工作頻率更高？
PN8213采用精準鎖谷底QR-Lock技術，工作頻率可達到500kHz，顯著提高充電器的功率密度。相比普通QR技術，為什么鎖谷底QR的工作頻率更高？其原理說明如下：
1 ?反激變換器工作在DCM/QR模式，輸出功率由下式?jīng)Q定：
2 ?一個開關周期由導通時間Ton、消磁時間Tdmg和振蕩時間Tosc組成，其表達式如下：
其中N為谷底數(shù)，大于等于1
3 ?綜合（1）、（2）式，可得
對于市面上常見普通QR，因谷底不鎖定，開關頻率受Tosc影響顯著，以上圖參數(shù)舉例如下：平均開關周期為7.95us(126kHz，第2谷底QR)，振蕩周期為1.5us，增加一個谷底則開關頻率降低27.8kHz，減少一個谷底則開關頻率增加56.7kHz。因此，為滿足最高頻率限制，市面上常見普通QR的平均開關頻率相對不高。
對于PN8213所采用的的精準鎖谷底QR-Lock技術，在一個負載點附近開關頻率僅受Ipmax影響，可近似等效為定頻控制。因此，精準鎖谷底QR-Lock技術相比普通QR整體工作頻率更高、環(huán)路穩(wěn)定性更佳。
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平均效率
向下滑動查看所有內(nèi)容
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空載待機功耗
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AP2080工作曲線
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功率管應力測試
測試條件：264Vac，20V3.25A
Q1 VDS
U1 VDS
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溫度測試
90Vac，20V 3.25A
264Vac，20V 3.25A
備注：CH1：PN8213；CH2：Q1；CH4：T1 Core；CH5：T1 Wire；CH7：環(huán)溫；CH8：PN8307P
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EMC測試
● EMI傳導、輻射滿足EN55032 Class B標準要求，裕量均大于6dB
● 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 61000-4-5:2005，2kV等級要求
● 交流絕緣滿足3.75kVac要求
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應用要點
1
為提升系統(tǒng)ESD能力，PN8213 HV腳外接15kΩ限流電阻，PN8307P VDD腳放置RC濾波：R推薦值10-22Ω，C推薦值0.1uF
2
系統(tǒng)最高工作頻率FSW可通過PN8213的FSET腳外接電阻RFSET設置：
3
為提高峰值電流控制的抗干擾性，PN8213 CS腳需放置RC濾波器：R推薦值470Ω， C推薦值100pF
4
PN8213 DMG腳上的偏電阻Rup和下偏電阻Rlow可實現(xiàn)線電壓OCP補償、輸出OVP保護以及QR檢測三大功能，設定依據(jù)如下：
5
AP2080 SW腳外接Boost電感推薦值3.3-4.7uH，0805封裝；由于PN8213供電范圍較寬(9-56V)，VDD外的Boost升壓電路可根據(jù)輸出電壓范圍選擇添加或移除。
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