英飛凌的XDPS2201公司的XDPS2201是基于非狀態(tài)的XDP混合反激控制器。半橋驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)電容連接的反激變換。反激主要的驅(qū)動(dòng)誘導(dǎo)和形成橋半結(jié)構(gòu)路徑，可以得到半橋功率開關(guān)的零電壓開關(guān)ZVS，特性反激，中提供的通常會(huì)在驅(qū)動(dòng)相變。數(shù)字混合反控制器在DSO-1（150密爾）封裝中集成了半驅(qū)動(dòng)橋器，600V電動(dòng)啟動(dòng)電池可用于快速充電和控制低功率控制，而廣泛的電流模式用于強(qiáng)健和快速充電與控制功率，支持電動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出功率提升進(jìn)入/退出操作，初級(jí)邊輸出過壓保護(hù)，支持75 最低無負(fù)載輔助輸出減少75W可配置的緩和落保護(hù)，軟啟動(dòng)，以及可配置小配置的低配置模式進(jìn)入和退出，可過流保護(hù)和輸出壓保護(hù)開關(guān)，可提升最大滑動(dòng)，可配置傳輸延遲輔助以合理的流量降低控制，可配置跳周期的頻率以改善低負(fù)載效率。用主要在AC/DC SMPS，大于20W/inch3的最高功率的速度，以及大于93 %的超高效率的開關(guān)電源。本文了XDPS2201產(chǎn)品亮點(diǎn)和主要特性，介紹和應(yīng)用電路圖，65W高功率快速充電板主要特性和指標(biāo)，電路圖，材料清單和PCB設(shè)計(jì)圖。

XDPS2201 包含一個(gè)基于非對(duì)稱半橋控制的混合反激控制器。半橋與串聯(lián)電容器一起驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)的反激式變壓器。反激變壓器的主電感和串聯(lián)電容器構(gòu)成一個(gè)諧振槽，用于實(shí)現(xiàn)半橋功率開關(guān)的零電壓開關(guān) （ZVS） 行為，并在反激的常規(guī)退磁階段提供額外的諧振功率傳輸變壓器。

在正常操作期間，充電周期和相關(guān)功率由直接峰值電流控制控制，而退磁階段由時(shí)序控制以確保適當(dāng)?shù)呢?fù)預(yù)磁化，這是半橋功率開關(guān)處的 ZVS 條件所必需的。除了連續(xù)諧振模式 （CRM） 操作之外，該 IC 還提供先進(jìn)的零電壓諧振谷值開關(guān) （ZV-RVS） 和突發(fā)模式以

在整個(gè)負(fù)載和寬輸出電壓范圍內(nèi)支持最高效率。

XDPS2201產(chǎn)品亮點(diǎn)：

? 采用 DSO-14 （150mil） 封裝的集成半橋驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字混合反激控制器

? 600V 高壓啟動(dòng)電池，用于快速充電和低待機(jī)功率

? 峰值電流模式控制，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健快速的線路和負(fù)載控制

? 基于輸出電流估計(jì)的突發(fā)模式進(jìn)入/退出操作

? 初級(jí)側(cè)輸出過壓保護(hù)

? 支持最低的空載待機(jī)功率 《 75mW

? 通過單針 UART 接口提供廣泛的可配置參數(shù)

? 最低必要的物料清單

XDPS2201主要特性：

? 可配置的掉電和掉電保護(hù)

? 可配置的內(nèi)置軟啟動(dòng)

? 具有小滯后的可配置突發(fā)模式進(jìn)入和退出電流閾值

? 具有峰值和瞬態(tài)負(fù)載兩個(gè)級(jí)別的可配置過流保護(hù)

? 可配置的輸出過壓保護(hù)

? 可配置的頻率降低與周期跳躍提高低負(fù)載效率

? 開關(guān)頻率的可配置抖動(dòng)

? 用于精確峰值電流控制的可配置傳播延遲補(bǔ)償

? 無鉛電鍍；符合 RoHS

? 無鹵素，符合 IEC61249-2-21

XDPS2201目標(biāo)應(yīng)用：

? 交流/直流 SMPS

? 超高功率密度適配器 》 20W/inch3

? 超高效率 SMPS 》 93%

圖1.XDPS2201 燈

圖2.XDPS2201應(yīng)用電路圖

圖3。XDPS2201混合反激功率級(jí)

圖 4. XDPS2201混合反激控制結(jié)構(gòu)圖

圖5. XDPS2201半橋驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器

圖6. XDPS2201過流保護(hù)概述圖

65W高功率速度快速充電板

使用 XDPS2201 和 CCG3PA 的 65 W 高功率密度快速充電器演示板

隨著筆記本電腦、智能手機(jī)等移動(dòng)電子設(shè)備的日益普及，具有USB供電（PD）功能的高功率密度快速充電器市場(chǎng)也越來越具有吸引力。這種適配器在寬輸入電壓范圍（通常為 90 V 至 264 V）和寬輸出范圍（5 V 甚至 3.3 V 至 20 V）下運(yùn)行。 除了重量輕和尺寸小外，系統(tǒng)效率高和待機(jī)功耗低是此應(yīng)用程序的關(guān)鍵要求。

對(duì)于 75 W 以下的開關(guān)模式電源，不需要功率因數(shù)校正 （PFC），反激拓?fù)涫亲罹叱杀拘б娴慕鉀Q方案。對(duì)于這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，許多控制方法都具有良好的性能，例如準(zhǔn)諧振控制和有源鉗位控制。使用準(zhǔn)諧振控制方法，功率 MOSFET 在 MOSFET 漏源電壓的谷底開啟。

此外，很難在整個(gè)輸入和輸出電壓和電流范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān) （ZVS）。此外，主開關(guān)關(guān)斷時(shí)的高壓尖峰會(huì)對(duì)該開關(guān)造成高壓應(yīng)力。通過附加組件，有源鉗位反激式轉(zhuǎn)換器中主開關(guān)的電壓應(yīng)力降低。然而，對(duì)于主開關(guān)而言，仍然存在比大容量電容器電壓更高的電壓應(yīng)力。

除此之外，在能量傳輸過程中初級(jí)繞組中的更多損耗以及在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)全 ZVS 影響了這種控制方法的應(yīng)用。

在混合反激 （HFB） 拓?fù)渲?，主開關(guān)自動(dòng)對(duì)大容量電容器電壓進(jìn)行鉗位，因此沒有其他兩種拓?fù)渲刑岬降碾妷杭夥鍛?yīng)力。

低側(cè)開關(guān)自動(dòng)開啟 ZVS，而受控負(fù)電流確保高側(cè)開關(guān)的 ZVS 開啟。不需要緩沖電路，如準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器和有源鉗位反激式轉(zhuǎn)換器一樣。此外，HFB 轉(zhuǎn)換器的變壓器和諧振電容器都有助于中間能量存儲(chǔ)和傳輸，這使得設(shè)計(jì)非常緊湊。所有這些特性使 HFB 成為高功率密度設(shè)計(jì)最有前途的拓?fù)洹?/p>

本文檔介紹了用于 USB-PD 應(yīng)用的 65 W 演示板，該演示板基于 HFB 控制器 XDPS2201 ［1］ 和 USB-PD 控制器 CYPD3174-24LQXQ ［2］。該板專為寬輸入應(yīng)用而設(shè)計(jì)，提供 5 V、9 V、12 V、15 V 和 20 V 的 PD 輸出電壓分布。此外，演示板支持 5 V 至 20 V 的 PPS 輸出，電壓步長(zhǎng)定義為PD設(shè)備。標(biāo)稱連續(xù)輸出電流為 3.25 A。

USB-PD/PPS應(yīng)用的65W高功率速度快速充電板主要指標(biāo)：

圖8. 65W高功率速度快速充電板電路圖

65W高功率速度快速充電板材料清單：

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圖9. 65W高功率速度快速充電板PCB設(shè)計(jì)圖：左：頂點(diǎn)；右：頂部?jī)?nèi)層

圖 10. 65W高功率速度快速充電板PCB設(shè)計(jì)圖：左：底部?jī)?nèi)層；右：底部

圖 11. 投資放置和放風(fēng)
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