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【英飞凌DIY】45W超小体积PD协议适配器

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lutian
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LV1
本网技工
  • 2018-1-4 16:57:47
简介
文档介绍了一款输出功率45W的PD协议适配器。本方案具有以下特性:
•超小体积(PCBA尺寸62*30*20mm)


       • 满足PD2.0协议要求的多电压输出(5/9/12/15/20)
       • 精准的限流保护(全输入全输出电压范围<±5%)
       • 极低的待机功耗(全输入范围<75mW)



1.1 EMI滤波及输入防护

为满足输出接地要求,本方案采用两级EMI滤波电路。前级共模电感为低感量镍锌材质,用于辐射EMI共模滤波,后级共模电感为高感量锰锌材质,一方面用于输出接地时传导EMI共模滤波,另一方面其漏感与X电容用于差模滤波。
1.2 原边控制方案
原边采用英飞凌DSP内核的PWM控制器和英飞凌低成本高边驱动器IRS25752构成多模混合工作的Flyback变换器。根据输入电压,输出电压和输出电流,变换器在CCM、DCM和准ACF三种模式之间切换。
变换器原边主开关管(下管)和辅助开关管(上管)均为英飞凌最新一代P7系列SOT223封装CoolMOS(主开关管:IPN70R360P7S,辅助开关管:IPN70R2K0P7S)。上管采用两颗超快恢复二极管构成背靠背结构,降低辅助开关管体二极管的反向恢复损耗。准ACF模式下,漏感能量大部分被回收到钳位电容,在辅助开关管开通时,钳位电容能量转移到励磁电感,用于抽取主开关管开关节点寄生电容能量,实现主开关管近似零电压开通。


1.3 副边控制方案
副边控制器采用Richtek集成同步整流控制及协议控制的RT7207,同步整流管采用英飞凌DFN5*6封装的BSC093N15NS5,输出Vbus开关采用英飞凌DFN3*3封装的P沟道MOSFET BSZ086P03NS3。
2.使用说明
2.1 实物图
样板实物图如图2.1所示。











 
图2.1 样板实物图 
2.2 接线说明
图2.2为AC输入接线示意图,红色虚线框内为带电部分,操作时请注意安全,切勿触摸。每次AC断电后,需通过安全的方式对C3放电,防止C3残留电量造成人体不适以及样板损坏。输出为TYPE C端子,通过匹配的线缆为笔记本电脑或手机供电。

3.1 输入规格
符号

描述

规格参数

测试条件

Vin
输入电压
90V~265V
 
Iin
输入电流
<1.3A
 
fin
输入频率

47Hz~63Hz
 
Pin(noload)
空载输入功率
<75mW
Vin=230Vfin=50Hz
3.2 输出规格
符号

描述

规格参数

测试条件

Vo
输出电压
5V/9V/12V/15V/20V
 
Io

输出电流

0-3A@5V/9V/12V/15V
 
0-2.25A@20V
Vo_max
输出过压保护点

<1.4 Vo
任意单点失效模式
Io(limit)
输出过流保护点
3-3.3A@5V/9V/12V/15V
 
2.25-2.5A@20V
/
源调整率
<1%
 
/
负载调整率
<1%
 
tdelay
开机延迟时间
<2s
 
triseup
输出上升时间
<30ms
 
Vripple
输出纹波电压
<300mVpp
线端并联 1μF陶瓷电容,带宽20MHz,线端测量
η[sub]avg[/sub]
平均效率
>90%
115V/60Hz230V/50Hz@Po=45W,板端测试
4.测试报告
名称

型号

厂家

备注

AC

6512

Chroma

 

DC电子负载

63103A

Chroma

 

示波器

DPO5054

Tektronix

 

功率计

WT210

Yokogawa

输入功率测量

功率计

WT1600

Yokogawa

输出功率测量

4.1 效率/待机功耗
图4.3 效率特性曲线@Vout=15V

图4.4 效率特性曲线@Vout=20V

图4.5 效率特性曲线@Vout=12V

图4.6 空载待机功耗


输出电压(V

5

9

12

15

20

过流保护点IlimitA

3.21

3.21

3.21

3.21

2.47

Ilimit/Imax

107%

107%

107%

107%



110%



5. PCB Layout

图5.1 PCB顶层线路   

图5.2 PCB底层线路

图5.3 PCB顶层丝印



图5.4 PCB底层丝印



6.原理图




图6.1 电路原理图
ztao2016
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LV4
初级工程师
  • 2018-1-4 21:48:15
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当前最热的ACF,厉害
PeterXu
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LV6
高级工程师
  • 2018-1-9 21:12:18
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电路图不清晰,能不能传一份清晰的
jazzclassics
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本网技师
  • 2018-1-9 21:55:27
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请重新传一份清晰的电路图吧
张高琨
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版主
  • 2018-1-9 23:07:20
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264V  55mW有点大啊...
jwdxu2009
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LV6
高级工程师
  • 2019-1-10 17:23:17
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写的好,学习了,设计的好,副边的电源设计
爱电源的小青年
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LV2
本网技师
  • 2019-5-26 21:24:14
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学习了
jwdxu2009
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高级工程师
最新回复
  • 2019-5-28 16:18:27
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设计的好,很有参考价值,很好的产品。
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