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【二代网红】初级全集成+次级全集成,30W PD快充无缝升级








由于芯朋20W PD方案PN8161+PN8307超级网红CP已深入人心,目前对Apple手机/平板电脑等多种数码产品充电功率需求进一步提升,30W PD快充已成为下一个风口!然而,在20W PD向30W升级的过程中不少问题困扰着电源工程师:
1. 功率密度提升1.5倍以上,温升和EMC不易平衡;
2. 次边SR的耐压从60V提升至100V,分离方案器件多,布板困难;
3. 原边SSR芯片的供电变化范围从3.6倍增大至6倍,传统LDO供电方式影响效率。
针对以上问题,芯朋微的30W PD套片方案:PN8165+PN8307H(A),搭配行业精简的SOT23-3 Boost芯片AP2080,帮助大家轻松实现输出功率20W向30W的快速升级迭代。并且与20W网红产品PN8161+PN8307全兼容!
本期,芯朋微技术团队为各位fans分享方案特点、应用原理图、变压器设计、测试数据及应用要点。





  01

方案亮点

01

内置高压启动和电流采样的高精简主控

PN8165集成650V0.55Ω智能MOSFET,无需外部启动电阻和CS电阻,方便布线,并提升市电低压下的转换效率

02

100V全集成同步整流

PN8307H(A)内置100V/10mΩ智能MOSFET,自适应死区控制提高MOSFET Rdson利用率,显著降低温升,超高性价比

03

兆赫兹SOT23-3升压供电

AP2080采用兆赫兹开关频率的COT控制技术,将储能电感体积降至0805封装,任何工况下PN8165供电范围控制在11~35V,显著提升15~20V输出电压下的转换效率

04

EMC性能卓越

采用QR控制方式+自适应抖频+智能功率器件等组合创新技术,改善系统EMC性能,传导辐射裕量轻松大于6dB

05

保护功能丰富

方案具有市电欠压保护、输出过压保护、原副边防直通保护、过载保护、过温保护等,为充电器安全运行保驾护航 

06

全系列脚位兼容

PN816x/PN8307x全系列芯片脚位相同,SOP8/PDFN两种封装灵活选择,便于电源产品系列化设计及安规认证


02

封装及脚位配置图


03

DEMO 实物图


04

方案典型应用图

备注:不含协议部分


05

变压器设计

绕线结构图(Pin1~Pin5电感量:370uH)

骨架图(ATQ18)


06

测试数据

01

待机功耗


02

平均效率







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03

输出电压纹波


04

功率器件电压

测试条件:输入电压为264Vac,输出规格20V1.5A

PN8165功率管应力测试

PN8307H功率管应力测试

05

温升

1.20V/1.5A

90Vac

264Vac


2. 15V/2A

90Vac

 264Vac


3. 12V/2.5A

90Vac

264Vac


4. 9V/3A

90Vac

264Vac

备注:CH1;PN8165、CH2;BD1、CH3;PN8307H、CH4;AP2080、CH5;T1(磁芯)、CH6;T1(线包)、CH8;环温

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06

EMC测试

EMI传导、辐射满足EN55032 Class B标准要求,裕量均大于6dB

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 61000-4-5:2005,2kV等级要求

交流绝缘满足3.75kVac要求


07

应用要点

1. 因CS集成,Pomax仅可通过变压器匝比n和感量Lp微调:

备注:对于PN8165,Idlimit=2A;Td为寄生参数振荡周期的一半,通常在0.5-1us之间;3.3~20V输出时,Np/Ns推荐值为6.5;Na/Ns推荐值为1.5

2. 根据输入欠压保护和输出OVP点设定R1、R2

3. C1和FB内部25kΩ电阻形成低通滤波器,C1的推荐值为1nF,则滤波频率为6.4kHz

4. R3决定了环路直流增益,为改善环路稳定性,R3推荐值为2~3kΩ

5. 为提升系统的抗ESD能力,R4推荐值10~22Ω,C4推荐值0.1uF

6. L1推荐为3.3~4.7uH,0805封装

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