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DER-8359-13-P040
Design Example Report
标题
Chipown
基于 PN8359 的充电器电源应用方案
输入电压：90~265Vac
规格
输出功率：10.5W
输出特性：5.0V/2.1A
应用范围
充电器电源产品
文件编号
DER-8359-13-P040
特性概述：
·双面板设计，单面元器件，面积：33.5mm*38.5mm；
·输入电压：90~265Vac；
·输出功率：10.5W(Typical)；
·待机功耗：<50mW
·拥有可输出短路保护，输出过流保护，VDD 过压保护，FB 分压电阻开路短路保护，以及电流侦
测电阻 Rcs 短路和过温保护；
·平均效率：≥73.74%（输出线端 1.5m AWG 20）；
内容目录
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
电源介绍………………….………………………………………………………………………………2
电源规格明细………….…………………………………………………………………..…………..…2
电源原理图….……………………………………………………………………………………………3
电路描述……….…………………………………………………………………………………………3
元件清单…………………………………………………………………………………………………..3
变压器规格……………………………………………………………………………................………..5
电源输入输出情况和工作波形 …………………………………………………..…………………….8
安规及 EMI 测试 ……………………………………………………..………………………………….15
附录…………………………………………………………………….….….………….………………..20
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8/F Chuangyuan Hall, 21-1 Changjiang Road, New Destrict, Wuxi, 214028, P.R.China
中国苏州工业园区 林泉街 399 号 1 号楼 3 楼 3/F Building 1, 399 Linquani Road, Industrial Park, Suzhou, 215123, P.R.China
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1. 电源介绍
该报告提供了一种基于 PN8359 设计输出 5.0V/2.1A 的开关电源。
该报告包含了原理图，电源输入输出规格，BOM 表和变压器参数以及安规和 EMI 测试数据等资料。
以下为该电源的实物图片：
2．电源规格明细
项目描述
标号
Min
Typ
Max
Unit
输入
Vin
90
230
265
V
Vo
5.0
V
Io
2.1
A
输出功率
Pout
10.5
W
待机功耗
Pin
平均效率
η
73.74
工作环境
Tamb
0
输出
50
25
40
备注
mW
Io=0A
％
输出线端
℃
外部环境
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3．电源原理图
Note: 具体参数以 BOM 为准
4．
电路描述
该电路图中R7、R8为反馈分压电阻，C3起到环路补偿的作用；
D1，R2，以及 R3，C1 组成 RCD 箝位电路，用于吸收功率 Mos（集成于 PN8359 内部）漏源端尖锋电
压，可以视情况予以减轻。
PN8359 内置高压启动功能，可以在 200mS 以内完全启动；
PN8359 本体温度太高时，其内置的 OTP 保护功能会及时动作，关闭 IC，以保护整个系统，温度下降之
后在自动重启；
电路具有输出短路保护，输出过流保护，开环保护， VDD 过压保护等功能，以提高整个系统的可靠性；
当连接到反馈脚 FB 的分压电阻开路或短路时，系统都会进入保护状态；
当 CS 脚短路（或 Rcs 短路）时系统会发生保护并进入 Latch 状态，以确保系统不会被损坏；
EC1，L1，L2，EC2 组成π 性滤波，以改善 EMI 性能；
5．
元件清单
序号
元件标号
1
BD1
2
C1
3
元件名称
元件型号
封装尺寸
数量
备注
整流桥
MB6S
SMD SOIC-4
1
陶瓷电容
500V/1.0nF
SMD 1206
1
C2
50V/10.0nF
SMD 0805
1
4
C3
50V/100.0nF
SMD 0805
1
5
C4
50V/10.0pF
SMD 0805
1
6
C5
N.A.
SMD 0805
1
7
CY1
Y 安规电容
400V/1.0nF
DIP 脚距 10.0mm
1
8
EC1
电解电容
400V/6.8uF
Φ 8*16
1
Low ESR
9
EC2
400V/10.0uF
Φ 10*16
1
Low ESR
10
EC3
50V/10uF
Φ 5*11
1
Low ESR
11
EC4
10V/1500uF
Φ 10*16
1
Low ESR
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12
D1
M7
SMD DO-214AC
1
13
D2
RS1M
SMD DO-214AC
1
14
D3
SB540
DIP DO-201
1
15
D4
SB540
DIP DO-201
1
16
L1
1.0mH
DIP 0510
1
17
L2
3.3uH
SMD 0805
1
18
RF1
保险丝
T2.0A/250V
DIP 脚距 5.0mm
1
19
R1
电阻
10KΩ
SMD 0805
1
20
R2
270KΩ
SMD 1206
1
21
R3
150Ω
SMD 1206
1
22
R4
24Ω
SMD 0805
1
23
R5
1.5Ω
SMD 1206
1
1%
24
R6
1.5Ω
SMD 1206
1
1%
25
R7
39KΩ
SMD 0805
1
1%
26
R8
4.87KΩ
SMD 0805
1
1%
27
R9
N.A.
SMD 0805
1
28
R10
1.5KΩ
SMD 1206
1
29
T1
变压器
EPC17
立式 5+0
1
30
U1
IC
PN8359
DIP-8
1
二极管
电感
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6．
变压器规格
6.1 电路图
正面
N2 2UEW 0.27*2*16
1
N1 2UEW 0.27*1*96
A 白色套管
N3 TEX-E 0.55*2*6
3
5
N4 2UEW 0.20*2*20
B 黑色套管
2
同名端
铁氟龙绝缘套管
6.2 剖面图
N4
2
5
B
A N3
NA
N2 1
1
N1
3
变压器骨架绕线柱
起绕点
绝缘胶带
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6.3 绕线结构
Winding
No.
Margin
Tape
Pin
Wire&Wire
Copper
Turns
Tape
Layer
Tube
Winding
Tape
组别
挡墙
脚位
线径&股数
圈数
胶带层
套管
绕线方式
数
N1
N.A.
3～1
2UEW0.27*1
96
2
N.A.
密绕
N2
N.A.
1～
2UEW0.27*2
16
2
N.A.
密绕
N3
N.A.
A～B
TEX-E0.55*2
6
2
Add
密绕
N4
N.A.
5～2
2UEW0.20*2
20
3
N.A.
密绕
备注：
1) 剪掉:Pin4；
2) 初级绕组进出线不能交叉；
3) 次级飞线须加铁佛龙套管；
飞线 A 套白色特氟龙套管，留 25mm;
飞线 B 套黑色特氟龙套管，留 25mm；
4) 调整电感量时，一定要磨磁芯中柱，不能垫气隙；
5) 变压器完成后，在磁芯外沿磁芯方向使用宽 10mm 的绝缘胶带绕 3 层；再沿绕线方
向使用 20mm 的绝缘胶带绕制 3 层；
6) 含浸；
7) 采用 TDK PC40 或相当材质的磁芯；
6.4 电气特性
Test Item
Test Location
Test Condition
Test Spec.
测试项目
测试位置
测试条件
测试规格
3～1
10KHz，1V
1.1mH
Primart
Inductance
电感（uH)
Leakage
Inductance
漏感（uH)
HI-POT Test
耐压测试
3～1
10KHz，1V
次级全部短路
＜50uH
PRI～CORE
3mA,1Minute
AC/1.5KV
PRI～SEC
3mA,1Minute
AC/3.75KV
SEC～CORE
3mA,1Minute
AC/3.75KV
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6.5 骨架尺寸：
（EPC17 卧式）
Pin1
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7．
电源输入输出特性和工作波形
所有测试，包括电气特性和安规，输出线都采用 1.5m 20AWG；
7.1 效率
测试条件：Vin＝90～265Vac；
测试结果：输出线端平均效率大于 73.74%（五级能效）；
备注：a、热机半小时后测试；
b、由于系统板 PSR,故变压器的耦合或漏感差异太大,会对输出略有影响；
C、由于系统为 PSR,由于肖特基发热后正向压降降低,故热机后会有 Vo 略微上升的现象；
测试结果如下：
Vin（Vac） Io(A) Vo(V) Po（W） Pin（W） Efficiency
0.525 4.79
2.513
3.207
78.36%
1.050 4.83
5.075
6.680
75.97%
90
75.88%
1.575 4.91
7.733
10.305
75.04%
2.100 4.99
10.472
14.122
74.15%
0.525 4.79
2.513
3.189
78.80%
1.050 4.84
5.085
6.610
76.93%
115
76.86%
1.575 4.91
7.733
10.141
76.25%
2.100 4.98
10.451
13.850
75.45%
0.525 4.79
2.513
3.222
77.99%
1.050 4.83
5.075
6.540
77.60%
230
77.35%
1.575 4.89
7.701
9.988
77.11%
2.100 4.96
10.409
13.568
76.71%
0.525 4.77
2.502
3.246
77.09%
1.050 4.81
5.054
6.569
76.94%
264
77.09%
1.575 4.98
7.843
10.011
78.35%
2.100 4.93
10.346
13.615
75.99%
η avg VS Vin
η avg(%)
90
80
η avg VS Vin
70
60
50
90
115
230
264
Vin(Vac)
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7.2
输出开路待机功耗
测试条件：Vin＝90～265Vac & Vo Open；
测试结果：待机小于 50mW；
Standby Power VS Vin
60
55
Standby Power(mW)
测试结果如下：
输入电压（Vac） 待机功耗(mW)
30
90
31
115
36
230
46
265
50
45
40
35
30
25
20
90
115
230
264
Vin(Vac)
7.3
输出短路功耗
测试条件：Vin＝90～265Vac & Vo Short；
测试结果：待机小于 300mW；
Pin (Vo Short) VS Vin
180
160
140
Pin(Vo Short)
测试结果如下：
输入电压（Vac） 短路功耗(mW)
90
90
97
115
152
230
164
265
120
100
80
60
40
20
0
90
115
230
264
Vin(Vac)
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7.4
输出电压调整率
测试条件：Vin＝90～265Vac；
测试结果：线性调整率小于±1%；
负载调整率小于±5%；
测试结果如下：
Vo（V）
负载调整率
Vin
空载
半载
满载
4.98
4.83
4.99
±1.55%
90Vac
4.98
4.84
4.98
±1.35%
115Vac
4.97
4.83
4.96
±1.35%
230Vac
4.97
4.81
4.93
±1.55%
265Vac
线性调整率 ±0.1% ±0.3% ±0.6%
7.5
开机延迟时间，关机保持时间和开机交流浪涌电流
测试条件：Vin＝90～265Vac；
测试结果：全电压下开机延迟时间小于 0.2S；
230Vac 时关机保持时间大于 10mS；
全电压下开机浪涌电流小于 16.3A，小于 30A；
测试结果如下：
输入电压 开机延迟时间
90 Vac
164 mS
115 Vac
160 mS
230 Vac
174 mS
264 Vac
143 mS
关机保持时间
3.0 mS
9.25 mS
60.0 mS
82.2 mS
Vin=90Vac 开机延迟时间 164mS
Vin=264Vac 开机延迟时间 143mS
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Vin=90Vac 关机保持时间 3.0mS
Vin=264Vac 关机保持时间 82.2mS
CH1(蓝色）：Vo（2V/div）； CH3(绿色）：Vin（100V/div）
开机交流 16.3A，小于 30A
CH3(绿色)：Vin（100V/div）；CH4(红色)：Iin（10A/div）
7.6
输出满载纹波&噪音和输出过冲以及输出上升时间
测试条件：Vin＝90～265Vac；输出为满载 Io=2.1A；
纹波测试时输出增加 50V/10uF 和 0.1uF 的电容，并且测试于输出线端；
测试结果：纹波小于 300mV，上升时间小于 20mS，过冲小于 10%；
测试结果如下：
纹波
输入电压
输出上升时间 过冲
满载
半载
空载
90 Vac
271.0 mV 208.0 mV 106.0 mV 15.3 mS
4.8%
115 Vac
215.0 mV 201.0 mV 108.0 mV 14.7 mS
4.8%
230 Vac
204.0 mV 203.0 mV 101.0 mV 15.4 mS
4.6%
265 Vac
196.0 mV 188.0 mV 96.0 mV 14.8 mS
4.5%
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115Vac 输入时满载的纹波&噪音 （215.0mV）
115Vac 输入空载的纹波&噪音
（108.0mV）
230Vac 输入满载的纹波&噪音
230Vac 输入空载的纹波&噪音
（101.0mV）
（204.0mV）
115Vac 输入,满载过冲:4.8%,上升时间 14.7mS
230Vac 输入,满载过冲:4.6%,上升时间 15.4mS
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7.7
Chipown
各个工作状态波形
测试条件：Vin＝90～265Vac；
CH1（蓝色）：Vdd（5V/div）；CH3 (绿色)：Vds（100V/div）；CH4(红色)：Vcs（100mV/div）；
波形如下所示：
Vin=90Vac 满载启动，Vds_max=320V
Vin=265Vac 满载启动，Vds_max=568V
Vin=90Vac 满载工作，Vds_max=327V
Vin=265Vac 满载工作，Vds_max=580V
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Vin=90Vac 输出空载，系统进入空载模式
Vin=265Vac 输出空载，系统进入空载模式
Vin=90Vac 输出短路，Vds_max=326V
Vin=265Vac 输出短路，Vds_max=580V
Vin=265Vac 输出满载时 Vds，Vds_max=584V
Vin=265Vac 输出满载时 Vr，Vr_max=34.2V
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7.8
温升测试
测试条件：环境温度 40℃；
外壳密闭、无风环境测试；
Vin＝264Vac；Io=2.1A
测试结果：IC 表面温度 109.3℃；
安规及 EMI 测试
8．
8.1 群脉冲测试结果
测试条件：Vin=230Vac，输出为满载；输入为 2Pin 电源线，无 PE；
输出采用 1.5m 的 20 AWG；
测试结果：通过；
测试结果如下：
频率
电压
L
+2000V Pass
5KHz
-2000V Pass
+2000V Pass
100KHz
-2000V Pass
8.2
A
A
A
A
测试结果
N
Pass A
Pass A
Pass A
Pass A
L+N
Pass A
Pass A
Pass A
Pass A
雷击测试结果
测试条件：Vin=230Vac,输出为满载;输入为 3Pin 电源线,共模测试时将输出 Vo 负端与 PE 连接；
输出采用 1.5m 的 20 AWG；
测试结果：通过；
测试结果如下：
测试条件
电压
+1000V
L-N
-1000V
+2000V
L-PE
-2000V
+2000V
L-PE
-2000V
测试结果
Pass A
Pass A
Pass A
Pass A
Pass A
Pass A
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中国无锡新区 长江路 21－1 号 8 楼
8/F Chuangyuan Hall, 21-1 Changjiang Road, New Destrict, Wuxi, 214028, P.R.China
中国苏州工业园区 林泉街 399 号 1 号楼 3 楼 3/F Building 1, 399 Linquani Road, Industrial Park, Suzhou, 215123, P.R.China
DER-8359-13-P040
Design Example Report
8.3
Chipown
绝缘耐压测试结果
测试条件：交流 3.75KVac，60S，3.0mA；
测试结果：通过；
8.4
ESD 测试结果
测试条件：Vin=230Vac，输出为满载；输入为 2Pin 电源线，无 PE；
输出采用 1.5m 的 20 AWG；
测试结果：通过；
测试结果如下：
测试条件 电压
Vo+ +8KV
接触
Vo- -8KV
Vo+ +15KV
空气
Vo- -15KV
测试结果
Pass A
Pass A
Pass A
Pass A
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Chipown
Design Example Report
8.5 传导测试结果
测试条件：Vin=230Vac，输出为满载；输入为 2Pin 电源线，无 PE；
输出采用 1.5m 的 20 AWG；
测试结果：裕量大于-6dB；
传导测试结果
L 线测试波形
L
N
-8.73dB(AV)
-8.42dB(AV)
N 线测试波形
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Chipown
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8.6 辐射测试结果
测试条件：Vin=230Vac，输出为满载；输入为 2Pin 电源线，无 PE；
输出采用 1.5m 的 20 AWG；
测试结果：裕量大于-6dB；
辐射测试结果
水平
垂直
-6.765dB(PK)
-6.768dB(QP)
水平方向：
No
Mark
Frequency
Measure Level
Reading Level
Over Limit
(MHz)
(dBuV/m)
(dBuV)
(dB)
Limit
Probe
Cable
Amp
(dB)
(dB)
40.000 19.130
6.460
0.000
0
0
PK
(dBuV/m) (dB/m)
Ant Pos Table Pos
(cm)
Type
(deg)
1
32.061
31.538
5.948
-8.462
2
68.436
23.598
11.723
-16.402
40.000
5.178
6.696
0.000
0
0
PK
3
219.393
26.772
8.287
-13.228
40.000 11.152
7.333
0.000
0
0
PK
4
623.398
38.629
6.341
-8.371
47.000 23.848
8.440
0.000
0
0
PK
950.773
40.235
6.288
-6.765
47.000 24.817
9.130
0.000
0
0
PK
5
*
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Chipown
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垂直方向：
No
Mark
1
*
Frequency
Measure Level
Reading Level
Over Limit
(MHz)
(dBuV/m)
(dBuV)
(dB)
Limit
Probe
(dBuV/m) (dB/m)
Cable
Amp
(dB)
(dB)
Ant Pos Table Pos
(cm)
Type
(deg)
42.974
36.854
18.490
-3.146
40.000 11.830
6.534
0.000
0
0
PK
2
43.138
33.232
14.900
-6.768
40.000 11.797
6.535
0.000
100
101
QP
3
68.194
34.777
18.392
-5.223
40.000
9.691
6.694
0.000
0
0
PK
4
208.844
31.368
7.051
-8.632
40.000 17.013
7.304
0.000
0
0
PK
5
821.641
39.223
5.478
-7.777
47.000 24.865
8.880
0.000
0
0
PK
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Chipown
Design Example Report
9．
附录
PN8359 封装和脚位配置图：
DIP8
VDD
GND
COMP
GND
FB
SW
CS
SW
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