精准锁谷底QR-Lock技术与传统QR对充电器设计的影响
导读
本期，芯朋微技术团队为各位fans分享65w快充方案，该优势方案由pn8213、pn8307p、ap2080三颗套片组合，搭配gan或者superjunction器件，具有高环路稳定度、高功率密度、50mw低待机功耗、100v全集成同步整流等多重亮点，并从控制原理上为各位攻城狮们分享精准锁谷底qr-lock技术与传统qr对充电器设计的影响。
三颗黄金搭档
01pn8213：环路稳定更佳、qr-lock初级控制器
pn8213实现真正qr-lock技术，环路高度稳定，进口替换的适配度更高，最高支持500khz工作频率，减小变压器及输出电容体积；典型转换效率大于93%，提升充电器功率密度。
pn8213与海外友商相比，具备“三高一低”压倒性优势替代，外围少2-4颗（ovp复用）、1/4负载转换效率优于1%以上，启动hv耐压高出100v，vdd耐压高出30v，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。
pn8213内置800v高压启动管和x电容放电功能，待机功耗小于50mw。
02pn8307p：全集成同步整流
pn8307p内置100v/7mω智能mosfet，自适应死区控制，更低温升，超高性价比。
03ap2080：兆赫兹升压供电宽输出（可选）
ap2080采用1.5mhz开关频率的cot控制技术，将储能电感体积降至0805封装，任何工况下可将pn8213 供电范围控制在11-40v，提高15-20v输出电压下的转换效率。
封装及脚位配置图
demo实物图
方案典型应用图
变压器设计
初级绕组电感量 (lp) ：320±5%uh @10khz
磁芯：atq23.7
为什么锁谷底qr-lock技术的工作频率更高？
pn8213采用精准锁谷底qr-lock技术，工作频率可达到500khz，显著提高充电器的功率密度。相比普通qr技术，为什么锁谷底qr的工作频率更高？其原理说明如下：
1 ►反激变换器工作在dcm/qr模式，输出功率由下式决定：
2 ►一个开关周期由导通时间ton、消磁时间tdmg和振荡时间tosc组成，其表达式如下：
其中n为谷底数，大于等于1
3 ►综合（1）、（2）式，可得
对于市面上常见普通qr，因谷底不锁定，开关频率受tosc影响显著，以上图参数举例如下：平均开关周期为7.95us(126khz，第2谷底qr)，振荡周期为1.5us，增加一个谷底则开关频率降低27.8khz，减少一个谷底则开关频率增加56.7khz。因此，为满足最高频率限制，市面上常见普通qr的平均开关频率相对不高。
对于pn8213所采用的的精准锁谷底qr-lock技术，在一个负载点附近开关频率仅受ipmax影响，可近似等效为定频控制。因此，精准锁谷底qr-lock技术相比普通qr整体工作频率更高、环路稳定性更佳。
平均效率
向下滑动查看所有内容
空载待机功耗
ap2080工作曲线
功率管应力测试
测试条件：264vac，20v3.25a
q1 vds
u1 vds
温度测试
90vac，20v 3.25a
264vac，20v 3.25a
备注：ch1：pn8213；ch2：q1；ch4：t1 core；ch5：t1 wire；ch7：环温；ch8：pn8307p
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
应用要点
1为提升系统esd能力，pn8213 hv脚外接15kω限流电阻，pn8307p vdd脚放置rc滤波：r推荐值10-22ω，c推荐值0.1uf
2系统最高工作频率fsw可通过pn8213的fset脚外接电阻rfset设置：
3为提高峰值电流控制的抗干扰性，pn8213 cs脚需放置rc滤波器：r推荐值470ω， c推荐值100pf
4pn8213 dmg脚上的偏电阻rup和下偏电阻rlow可实现线电压ocp补偿、输出ovp保护以及qr检测三大功能，设定依据如下：
5ap2080 sw脚外接boost电感推荐值3.3-4.7uh，0805封装；由于pn8213供电范围较宽(9-56v)，vdd外的boost升压电路可根据输出电压范围选择添加或移除。
原文标题：【三代网红】初级高适配+次级全集成，qr-lock技术65w快充套片
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