超低待机USB插线板技术解析（1）

随着智能手机、平板电脑等电子产品的普及，集成USB充电模块的插线板已逐渐流行。芯朋微PSR+SR整体充电解决方案备受工程师青睐，广泛应用于飞利浦、鸿雁、阿乐乐可、罗马仕等插线板中。...

随着智能手机、平板电脑等电子产品的普及，集成USB充电模块的插线板已逐渐流行。芯朋微PSR+SR整体充电解决方案备受工程师青睐，广泛应用于飞利浦、鸿雁、阿乐乐可、罗马仕等插线板中。

本期我们为大家分享PN8386+PN8305精简充电方案，深度解析该方案在待机、安全、噪音、能效、可靠性等方面的技术优势。

PN8386为芯朋微第三代PSR 产品， 集成超低待机功耗准谐振原边控制器及1.6 ohm 690V高雪崩能力智能MOSFET，采用DIP8叠层封装技术，典型应用功率为18W。

PN8305为芯朋微第一代SR产品，集成DCM同步整流控制器及6 mohm 55V Trench MOSFET， 采用ESOP8封装技术， 典型应用为3.4A。

PN8386与PN8305在5V3.1A USB插线板应用中珠联璧合， 展现出超低待机、高安全、低噪音、高能效、高可靠性等独特优势。

1低待机功耗

当插线板接通市电后，充电模组便处于待机状态(除非有额外开关断开)，在满足法规300mW待机限制条件下，待机功耗越小，节省电费越多。

PN8386专利高压启动技术可实现超低待机功耗，与传统电阻启动方式对比如下图所示。传统启动方式：由于芯片工作后Rst(几兆欧)无法脱开, 增加几十mW待机损耗；PN8386启动方式：由于内部智能MOSFET含有高压启动管M3， 芯片快速启动后M3关闭，Rst(几十兆欧)损耗在3mW以内。

2高安全性

新国标GB 2099.3-2008《家用和类似用途插头插座(第2部分):转换器的特殊要求》增加插孔必须设置安全门、增加针焰测试、减小导线电流密度等要求，可见插线板的安全性至关重要。充电模组属于USB插线板的重要组成部分，除了满足CCC强制认证，PN8386+PN8305进一步提高产品的安全性：

A.   原边芯片的6mm超大安全距离，防止潮湿、异物引起高低压线路打火故障

PN8386脚位如下图所示，由于高低压信号脚在两侧排列，可防止非密闭应用，天气潮湿或异物引起的高低压线路爬电距离不足引起的打火现象。B.最糟工况下，关键器件工作温度裕量充足

90Vac/264Vac在45度环温密闭条件下，5V3.1A充电模块关键器件温升如下图。备注：CH1 环境温度；CH2 PN8305;CH3 PN8386;CH4 变压器线;CH5 变压器铁芯;CH6 PI型电感;CH7 输入共模。

3低噪音      

由于USB插线板非完全密闭，噪音要求高于普通充电头。 PN8386恒压控制策略如下图所示，智能多工作模式将噪音降至最低。

4高能效     

PN8386+PN8305 5V3.1A方案效率如下图所示，相比最严苛的欧盟CoC V5能效标准，10%负载有9个点裕量，平均效率有4个点以上裕量。

以下三点关键技术确保全负载段高转换效率：

1. PN8386集成1.6 ohm智能MOSFET，PN8305集成6mohm Trench MOSFET，超低通态电阻显著降低导通损耗；
2. PN8386专利高压启动技术降低轻载静态工作损耗；
3. 如下图所示，PN8386专利谷底开通技术降低Cds电容放电损耗。

5可靠性    

经过10年高低压功率集成技术沉淀，芯朋微产品可靠性处于国内领先水平。PN8386+PN8305方案的高可靠性体现在：

1. 芯片HBM ESD>4kV及Latchup电流>200mA， 确保方案轻松通过安规测试：2kV雷击、4kV EFT及8kV(接触)/15kV(空气)静电测试；
2. PN8305独特防振铃误开通算法+PN8386 QR开通算法(QR点与振铃误开通点错开180度)，双重保障实现零直通炸机风险；
3. PN8386丰富保护功能，利用智能MOSFET内部电流侦测优势，可实现周边任意器件open/short保护；
4. 如下图所示， PN8305高压自供电+输出电压双供电方式可保障任何工况下SR做好配角，相比行业流行的单供电技术，可完全避免SR与PSR匹配不当导致电源保护或损坏。
   PN8305双供电技术
   方案展示

芯朋微PSR与SR方案在USB插线板部分方案展示(排名不分先后)。下期我们将继续为大家介绍PN8235+PN8305 5V3.1A经典排插方案，敬请关注Chipown公众号。

各位粉丝如需了解详情或申请样品，欢迎在公众号菜单栏“在线咨询”。

    关注 芯朋微电子