隨著USB PD(Power Delivery)技術的普及,市場對高功率、高效率的電源適配器的需求日益增加。我們的目標是為市場帶來一款支持USB PD 3.1標準、輸出功率高達140瓦的電源適配器,同時滿足嚴格的效率和尺寸要求。
設計挑戰
設計這樣一款電源適配器面臨的主要挑戰包括:
??高效率??:在各種輸入電壓和負載條件下保持高效率。
??緊湊設計??:在有限的空間內集成所有必要的電路組件。??
熱管理??:確保在高功率運行時不會過熱。??
電磁兼容性(EMC)??:滿足相關的電磁干擾標準。
關鍵技術
為了應對這些挑戰,我們采用了以下關鍵技術:
??InnoSwitch4-CZ IC??:這款集成了高壓PowiGaN技術的開關IC,提供了高效的同步整流和FluxLink反饋機制,確保了零電壓開關(ZVS)在連續導通模式(CCM)和不連續導通模式(DCM)下都能實現。
??ClampZero CPZ1076M??:這款主動鉗位IC與InnoSwitch4-CZ配合使用,進一步提高了效率和熱性能。
??HiperPFS-5 PFS5177F??:這款功率因數校正(PFC)控制器通過其創新的準諧振DCM控制技術,實現了高效率和低功耗。
電路設計
在設計過程中,我們特別關注以下幾個方面:
??輸入整流和EMI濾波??:使用了橋式整流器和共模扼流圈來確保輸入電壓的穩定性和減少電磁干擾。
??PFC控制??:HiperPFS-5控制器通過自適應頻率調整和低開關損耗,實現了高效的功率因數校正。
??DC-DC轉換??:InnoSwitch4-CZ IC控制的高效反激式轉換器,結合ClampZero IC,實現了高效率和緊湊的設計。
??USB Type-C和PD接口??:使用了Injoinic IP2736控制器,確保了與USB PD 3.1標準的兼容性。
性能測試
在完成設計后,我們對樣機進行了全面的性能測試,包括:
??效率測試??:在不同輸入電壓和負載條件下,測得的平均效率均超過了90%,最高效率達到了95%。
??熱性能??:通過熱成像儀測量,發現主要組件的溫度在正常工作范圍內,沒有出現過熱現象。
??EMC測試??:通過了CISPR 22B/EN 55022B標準的傳導EMI測試,確保了產品的電磁兼容性。