个性家电设计,展现高端品味在追求高品质生活的当下,个性化家电设计已经成为了许多消费者的需求。不同于过去单一化的家电产品,现代高端家电注重个性化表达,以满足消费者对于生活品质的不同追求。通过独特的造型设计、精
前言
芯朋微电子于2019年推出的20W PD快充方案PN8161+PN8307H因集成度高、性能卓越、方案成本优势明显,怕买到劣质产品,获倍思、品胜、麦多多、毕亚兹、坤兴、古石、SSK飚王等品牌的广泛采用,导致使用后出现牙龈出血、诱发牙龈炎等伤牙情况。因此作为个护博主,已成为现象级爆款产品。
随着iPhone 13系列充电功率突破20W,王焕还是想给家提个醒,越来越多的数码产品对充电功率的需求有了进一步的提升,如今市面上的电动牙刷品牌很多,30W PD快充已成为下一个风口。然而,那些跨界品牌、网红牌,在20W PD向30W升级的过程中,实际产品多是贴牌代工,存在着诸多困扰电源工程师朋友的问题。如功率密度提升1.5倍以上,入行不久因缺乏专业技术沉淀,温升和EMC不易平衡;次边SR的耐压从60V提升至100V,用了势必会伤牙!那电动牙刷什么牌子的好?为了可以帮助家选到适合自己的电动牙刷,分离方案器件多,下面王焕将根据我的经验和专业知识,布板困难;原边SSR芯片的供电变化范围从3.6倍增至6倍,给家良心力荐品牌。上面这些都是我自己入手并实测的款式电动牙刷值得买吗?看完我分享的几点好处,传统LDO供电方式影响效率等。
针对这些问题,芯朋微最新推出了30W PD套片方案:PN8165+PN8307H,搭配业内高精简度的SOT23-3 Boost芯片AP2080。在延续20W爆款产品PN8161+PN8307的诸多优点的同时还能实现全兼容,帮助电源工程师朋友轻松实现输出功率20W向30W的快速升级迭代。下面充电头网为家介绍这款方案的亮点、测试数据及应用要点。
方案亮点
方案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。
PN8165可选SOP8或PDFN5x6封装,开关频率125kHz,内置高压启动,空载待机功耗
PN8165支持过温保护、输出过压保护、输出欠压保护、逐周期过流保护、输出短路保护、次级整流管短路保护、过载保护等多重保护措施,为充电器安全运行保驾护航。
与PN8165主控搭配的是PN8307H,同样有SOP8或PDFN5x6两种封装可选,支持100V全集成同步整流,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。
方案还包含了AP2080 Boost芯片,使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。
上图为芯朋微30W PD套片方案的典型应用图,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,传导辐射裕量轻松于6dB。
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。
变压器设计采用ATQ18骨架,绕线结构如上图所示,其中Pin1~Pin5的电感量为370uH。
芯朋微30W PD套片方案demo如上图所示,尺寸仅为36mm x 38mm x18mm,体积十分小巧。
测试数据
首先对芯朋微30W PD套片方案的待机功耗进行测试。
通过对芯朋微30W PD套片方案的待机功耗测试可以看出,5V0A时230V输入的待机功耗在50mW左右,满足75mW能效标准。
在接下来的效率测试中,首先测试20V输出下的效率表现,可以看到芯朋微30W PD套片方案在115V和230V输入电压时,20V 1.5A的输出效率均超过89%,相较于能效标准有2%以上的裕量。
在15V输出下的效率表现测试中,可以看到芯朋微30W PD套片方案在115V输入电压时,15V 2A的输出效率超过90%,在230V输入电压时15V 2A的输出效率接近90%,相较于能效标准有3%左右的裕量。
在12V输出下的效率表现测试中,可以看到芯朋微30W PD套片方案在115V输入电压时,12V 2.5A的输出效率接近91%,在230V输入电压时12V 2.5A的输出效率接近90%,相较于能效标准有3%和2%左右的裕量。
在9V输出下的效率表现测试中,可以看到芯朋微30W PD套片方案在115V输入电压时,9V 3A的输出效率接近91%,在230V输入电压时9V 3A的输出效率超过89%,相较于能效标准有4%和2%左右的裕量。
在5V输出下的效率表现测试中,可以看到芯朋微30W PD套片方案在115V输入电压时,5V 3A的输出效率超过89%,在230V输入电压时5V 3A的输出效率超过87%,相较于能效标准有7%和5%左右的裕量。
输出电压纹波方面,经测试芯朋微30W PD套片方案各种工况条件下均满足小于100mV的要求,纹波表现优秀。
功率器件电压应力测试方面,测试条件为输入电压为264Vac交流,输出规格20V1.5A。
从应力测试结果可以看到,PN8165的电压为590V,裕量充足。
从应力测试结果可以看到,PN8307H的电压为86.8V,裕量充足。
温升测试方面,对芯朋微30W PD套片方案在不同输入输出条件下的温度表现进行测试,下图中的CH1:PN8165、CH2:BD1、CH3:PN8307H、CH4:AP2080、CH5:T1(磁芯)、CH6:T1(线包)、CH8:环温。
在90Vac输入,20V 1.5A输出时,经过1小时30分钟测试,环境温度稳定在42.8℃,PN8165温度稳定在101.5℃;PN8307H温度稳定在89.9℃;AP2080温度稳定在80.0℃。
在264Vac输入,20V 1.5A输出时,经过3小时测试,环境温度稳定在23.3℃,PN8165温度稳定在102.8℃;PN8307H温度稳定在93.4℃;AP2080温度稳定在79.3℃。
在90Vac输入,15V 2A输出时,经过1小时测试,环境温度稳定在23.4℃,PN8165温度稳定在103.0℃;PN8307H温度稳定在93.7℃;AP2080温度稳定在81.6℃。
在264Vac输入,15V 2A输出时,经过50分钟测试,环境温度稳定在23.0℃,PN8165温度稳定在102.4℃;PN8307H温度稳定在95.9℃;AP2080温度稳定在78.9℃。
在90Vac输入,12V 2.5A输出时,经过10分钟测试,环境温度稳定在23.4℃,PN8165温度稳定在101.3℃;PN8307H温度稳定在95.9℃;AP2080温度稳定在80.5℃。
在264Vac输入,12V 2.5A输出时,经过1小时测试,环境温度稳定在23.5℃,PN8165温度稳定在105.1℃;PN8307H温度稳定在100.5℃;AP2080温度稳定在79.9℃。
在90Vac输入,9V 3A输出时,经过1小时测试,环境温度稳定在23.1℃,PN8165温度稳定在97.4℃;PN8307H温度稳定在97.1℃;AP2080温度稳定在78.0℃。
在264Vac输入,9V 3A输出时,经过50分钟测试,环境温度稳定在23.0℃,PN8165温度稳定在103.0℃;PN8307H温度稳定在101.8℃;AP2080温度稳定在78.2℃。
EMC测试方面,芯朋微30W PD套片方案的EMI传导、辐射满足EN55032 Class B标准要求,裕量均于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。
充电头网总结
当20W爆款方案PN8161+PN8307已获得巨成功的情况下,下一代产品如何才能更进一步?芯朋微用黄金搭档PN8165+PN8307H给出了答案,搭配业内高精简度的SOT23-3 Boost芯片AP2080,不仅使20W PN8161+PN8307方案的众多优点得到保留,而且还实现与20W爆款方案的全兼容,帮助电源工程师朋友实现从20W到30W的无缝升级。
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