充电器案例 - CE系列高压MOSFET：专为消费类电子和照明而生

 

　　充电器案例

　　该案例为一款全球输入范围的15W充电器，主要规格如下：

　　表1 15W充电器主要规格

　　图6所示为该充电器详细的原理图。该充电器采用反激同步整流方案，原边控制芯片为英飞凌公司的准谐振PMW电流模式控制芯片ICE2QS03G［1］，原边主功率开关管为CE系列CoolMOS 650V 耐压MOSFET IPS65R1K5CE［2］。副边同步整流控制驱动芯片为TI公司的UCC24610，同步整流MOSFET为英飞凌的OptiMOSTM （英飞凌中低压（20V～250V）功率MOSFET品牌）系列中的BSC067N06LS3 G［3］。该充电器具有完整的启动及保护功能，包括软启动，轻载下工作于burst模式，辅助电源过欠压保护，输出过载/开环保护，过温保护及自动恢复，可调整输出过压保护，副边绕组短路保护等。

　　

　　图6 15W充电器原理图

　　该充电器产品实物如图7所示。

　　

　　

　　图7 15W充电器实物图

　　对该充电器进行详细的测试，结果如下：

　　1. 效率测试。根据图8所示的结果， 115Vac输入下的平均效率为89.05%，230Vac输入下的平均效率为88.24%，满足表1所示的规格要求。根据图9所示的结果，115Vac输入下10%负载效率为87.05%， 230Vac输入下10%负载效率为85.08%，满足规格要求。

　　

　　图8平均效率及满载效率随输入变压变化曲线

　　

　　图9 不同输入电压下效率随负载变化曲线

　　2. 空载损耗。图10为待机功耗（空载损耗）随输入电压变换情况，在所有输入电压范围内空载损耗都小于40mW，满足规格要求。

　　

　　图10 空载损耗随输入电压变化曲线

　　3. 传导噪声测试。图11和图12分别为输入电压为115Vac和230Vac且满载输出下输入火线和零线的传导噪声测试结果，传导噪声通过EN55022（CISPR22） Class B标准且准峰值噪声有超过8dB的裕量。

　　

　　图11 115Vac输入满载输出时火线和零线传导噪声

　　

　　图12 230Vac输入满载输出时火线和零线传导噪声

　　4. 温度测试结果，图13为85Vac输入和265Vac输入，满载输出情况下功率MOSFET IPS65R1K5CE温升测试结果。在最低和最高输入电压下功率MOSFET的壳温都小于90°C。

　　

　　图13 不同输入电压下温度测试结果

　　从以上结果可知，采用英飞凌的CE系列CoolMOS及综合解决方案设计的充电器，可以获得极佳的性能，同时由于CE系列CoolMOS成本极具竞争力，该方案也具有很高的性价比。