Chipown在同步整流芯片设计中采用了3项专有技术,来避免初次级的直通。以下是技术分享,欢迎各位斧正。
对同步整流芯片的关断阈值电路进行了优化设计,并且每颗芯片都进行严格的圆片级CP测试,保证关断阈值只有+/-3mv的误差,确保同步整流芯片的关断阈值点都基本一致。以下是芯片内部关断阈值的指标分布图。
关断阈值指标分布图(PN8305)
如下图所示,温度与TRENCH MOS的Rdson成正比。因此,关断阈值点会随温度升高而降低。这会导致SR控制器在不同温度点关断阈值不一致,同时会影响效率甚至导致前后级直通的危险情况。
PN8305内置精确的关断阈值温度补偿技术,可以实现在不同温度条件下关断点都基本一致。如下图所示:
TRENCH MOS 源漏端VDS电压可以判断初级DMOS是否开启。
同步整流芯片通过计算VDS电压的面积来判断是初级开启还是电感消磁后的振铃。当VDS电压的面积大于内置的阈值,那么当VDS小于开启阈值后,SR控制器打开TRENCH MOS。由于振铃的面积较小,无论VDS是否能小于开启阈值,SR控制器都不会打开TRENCH MOS。
Chipown同步整流芯片PN8305主要通过以上3项技术,从多个角度入手避免了充电器电源初次级直通炸机问题。下面给大家分享一个PN8305的充电器案例。
该方案采用Chipown自有产品PN8305与PN8386配合使用,轻松实现5V3A六级能效电源方案。
1.封装及脚位配置图
PN8386封装及脚位配置图
PN8386集成超低待机功耗准谐振原边控制器及690V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。PN8386为原边反馈工作模式,可省略光耦和TL431。内置高压启动电路,可实现芯片空载损耗(264VAC)小于50mW。
PN8305封装及脚位配置图
PN8305包括同步整流控制器及N型功率MOSFET,用于在高性能反激系统中替代次级整流肖特基二极管。PN8305内置电压降极低的功率MOSFET以提高电流输出能力,提升转换效率并降低芯片温度。
2.PCB及DEMO实物图
3.方案典型应用图
4.方案特性
PCBA尺寸:42.5mm*41.3mm*20mm
输入电压:90~265Vac全电压
输出电压:5V
输出电流:3A
平均效率:≥81.4%(满足六级能效要求)
高压启动待机功耗<>
启动时间:<>ac)
拥有输出短路保护,输出过流保护,输出欠压保护(PCB端3.1V以下),VDD过压保护,FB分压电阻开路短路保护,以及电流检测电阻Rcs开短路保护,过温保护。
5.测试数据
6.EMC测试
EMI传导、辐射满足EN55022 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 61000-4-5:2005,1kV等级要求
交流绝缘满足3.75kV,60s, 漏电流小于5mA要求
7.应用要点
PN8386工作在DCM模式,忽略传输瞬态Tr和Tf,导通时间、去磁时间和振荡时间分别为:
PN8386在T2时间内间接采样输出电压信号,为减小漏感振荡对采样的影响,最小T2时间应足够长(5V3A应用建议大于3.2us):
备注:电源在小负载工况下,PN8386的Vcs=0.17V以避免音频噪音。
PN8305须在T2时间内完成Trench MOSFET的开通和关断,其最小导通时间由RT电阻设定:
因此,RT电阻建议取值为:
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