北京2019年7月5日 /美通社/ -- USB 電力輸送（PD）標準支持通過USB進行高達100W的電力輸送，該電力足以驅動筆記本電腦、顯示器和DLP®電影(ying)放映(ying)機等高功率設備。
USB PD適(shi)配器通(tong)常采用電感(gan)(gan)-電感(gan)(gan)-電容（LLC）或準(zhun)諧振（QR）反激(ji)進(jin)行隔離式DC/DC轉換。LLC的(de)優勢在于其支持(chi)具(ju)有軟開(kai)關的(de)功率(lv)(lv)開(kai)關，但由于其窄增(zeng)益限(xian)制，并不(bu)(bu)適(shi)用于寬輸出(chu)(chu)電壓(ya)(ya)范圍。而且，QR反激(ji)在不(bu)(bu)連(lian)續電流(liu)傳導模式下工作(zuo)，且在所有輸出(chu)(chu)電壓(ya)(ya)范圍內都(dou)不(bu)(bu)能實(shi)(shi)現全(quan)軟開(kai)關。此外，變壓(ya)(ya)器漏感(gan)(gan)的(de)損耗限(xian)制了實(shi)(shi)際的(de)最大開(kai)關頻率(lv)(lv)。當設(she)計人員想要實(shi)(shi)現高功率(lv)(lv)密度(du)和(he)小適(shi)配器尺寸(cun)時(shi)，上(shang)述(shu)不(bu)(bu)足就給功能的(de)實(shi)(shi)現帶來(lai)了很(hen)大的(de)限(xian)制。
有源鉗位反(fan)(fan)(fan)激（ACF）是一種可克服(fu)這些(xie)限制的(de)新型諧振拓撲。與QR反(fan)(fan)(fan)激不同，ACF可實(shi)現(xian)(xian)軟開(kai)關和漏感(gan)能(neng)量回收。臨(lin)界導通模式ACF使用小(xiao)型負磁化(hua)電感(gan)在整(zheng)(zheng)個負載范圍內(nei)實(shi)現(xian)(xian)零電壓開(kai)關（ZVS）。此外，輸出整(zheng)(zheng)流器(qi)(qi)可在關斷期間實(shi)現(xian)(xian)零電流開(kai)關（ZCS），這將降低整(zheng)(zheng)流器(qi)(qi)的(de)反(fan)(fan)(fan)向(xiang)恢復損耗，并提高電磁干擾性(xing)能(neng)。憑借這些(xie)優(you)點，可實(shi)現(xian)(xian)高頻率和高效率的(de)適配器(qi)(qi)。
使用德州儀器30 W/in3、93.4%效率、100 W AC/DC適配器參考設計的電路包括基于UCC28056的前端轉換模式功率因數校正（PFC）電路，然后是基于UCC28780的(de)用(yong)于隔離(li)式DC / DC轉換的(de)ACF。圖1是參考(kao)設計的(de)詳細系統框(kuang)圖。
設(she)計(ji)人(ren)員最關注的特征是無外殼(ke)的超(chao)(chao)高(gao)功率(lv)密度(du)30 W/in3。首先，臨界導(dao)通模式ACF可以實(shi)現高(gao)開關頻率(lv)，使得(de)RM8內核可用(yong)于(yu)變壓器。而且，由于(yu)具有(you)超(chao)(chao)高(gao)轉換(huan)器效(xiao)率(lv)，無需使用(yong)散熱器，從而既節省了空(kong)間，也(ye)提高(gao)了功率(lv)密度(du)。圖2所示(shi)為AC/DC適配(pei)器參考設(she)計(ji)電路板。
設計師關注的另一重要特征是該設計的高效率。UCC28780實(shi)現了(le)主(zhu)開關的ZVS和次(ci)級(ji)(ji)整流(liu)器(qi)的ZCS。次(ci)級(ji)(ji)諧振(zhen)配置形成(cheng)初級(ji)(ji)電流(liu)波形，從而降低初級(ji)(ji)均(jun)方根（RMS）電流(liu)并顯(xian)著改善同步整流(liu)器(qi)操作。氮化鎵(jia)場效(xiao)應晶體管用(yong)于ACF初級(ji)(ji)側開關，以提(ti)高(gao)效(xiao)率，因為它們(men)具有較(jiao)小的寄生參數。通過在5 VOUT和9 VOUT下關閉PFC級(ji)(ji)，可(ke)進(jin)一步提(ti)高(gao)效(xiao)率。圖3所(suo)示為參考設計的平均(jun)效(xiao)率曲線。
總之，100 W AC/DC適(shi)配(pei)器(qi)參考設(she)計為USB PD適(shi)配(pei)器(qi)提供了(le)完整的解(jie)決(jue)方案，適(shi)用(yong)于任何100 W應(ying)用(yong)。高效(xiao)率(lv)和高功(gong)率(lv)密度使該(gai)適(shi)配(pei)器(qi)具(ju)備(bei)更(geng)強大的性能(neng)且更(geng)加便攜。
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