2018-11-22 华为快充方案0755-82574660

精巧新颖设计- 5V 5A 超级快充方案

长园维安CYGWAYON10月19日

  随着手机长续航要求，电池容量明显增加，支持快速充电器将逐渐占据了市场主导地位。快充要求决定了充电器的功率密度急剧增高。大容量电池失效产生的影响更大，需足够安全充电器需求强烈。

▲图1

图2 左到右18W，25W，45W，65W，87W 充电器

图2可以看出充电器的功率最高达到87W，功率密度在不断提高。

      本文介绍一种相对低成本5V 5A 充电器方案，并附带完整的测试数据，包括效率、温   升和EMI辐射。此方案主要亮点体现在长园维安创新封装的MOSFET，可免于设计复杂的控制方案，制作出简洁、超低成本的充电器。当然，也不要小看它，简洁绝不简单，具体怎样的不简单法，后续分解。

测试指标

输入：90~264VAC,47~63Hz

输出：5.2V/5A

平均效率：>89% (板端测试，@115V/230V输入)

待机功耗：<75mW（@115V/230V 输入）

输入冲击电流：<80A（264V，冷起机）

开机延迟时间：<3s（全负载，全输入范围）

原理图和 PCB 图

▲图4 原理图

IC 方案：

原边IC: IW1702

原边MOSFET: WMF10N65C2  0.69Ω/650V SOT-223-2L封装

次级IC+MOSFET: IW676

图5 作品实物正面                          图6 作品实物背面

图7 PCB正面                图8 作品实物背面

测试数据

温升分布

图9                                             图10

230VAC 25℃ 30分钟 MOSFET 外壳90.1℃

图11                                             图12 

90VAC 25℃ 30分钟 MOSFET 外壳97.6℃

测试效率

   线端效率：输出线缆0.5m 满载压降0.03V

表1 测试平均效率

  表2  待机功耗

MOSFET 应力波形

图13

WMF10N65C2 230VAC 5V/5A

CH1 深蓝 VGS max 18V

CH2 浅蓝 VDS max 528V

图14

WMF10N65C2 230VAC 5V/5A

CH1 深蓝 VGS max 18V

CH2 浅蓝 VDS max 528V

     dv/dt=408V/36ns=11.33V/ns

图15

WMF10N65C2 230VAC 5V/5A                        

CH1 深蓝 VGS max 18V

CH2 浅蓝 VDS max 528V

     dv/dt=408V/36ns=6.96V/ns

EMI 

▲图16

CE-L

▲图17

CE-N

RE 3m标准暗室测试

▲图18 水平方向    PK 最小裕量9.7dB

▲图19垂直方向 PK最小裕量7.1dB

可见大家比较关心EMI 传导辐射有充足裕量。

成本对比

相比下图20某知名电源厂商量产的4.5V 5A充电器，此方案使用贴片SOT-223-2L MOSFET而非图20 使用TO-220F直插封装器件；物料和生产成本更低；另外功率密度更高，PCB 尺寸更小。

▲图20  某知名电源厂商量产的4.5V 5A充电器

▲图21  使用SOT-223-2L 贴片封装器件

总结：该作品使用长园维安创新封装 SOT-223-2L WMF10N65C2 0.69Ω/650V。作品体积紧凑、功率密度较高、效率高、待机功耗低。

作者：光与电子华仔无处不在

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來源：简书

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