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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