1.设计简介 本文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。 1.1 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。 1.3 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。 RT7207 采用伏秒平衡原理计算同步整流开通时间,同时根据原边最高开关频 率限定原边开通到同步整流关断的时间,确保变换器可以可靠地工作在 CCM、 DCM 和 AZVS 三种模式。
2.原理图
3.使用说明
3.1 实物图 样板实物图如图 3.1 所示。 图 3.1 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。
4规格说明
表4.1 输入规格
表 4.2 输出规格 符号 | | | | | | |
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| | | | 线端并联 1μ F 陶瓷电容,带 宽 20MHz,线端测量 | | | | 115V/60Hz 或 230V/50Hz, @Po=45W,板端测试 |
5.1 效率/待机功耗
图 5.1 到图 5.5 分别为输出 5V/9V/12V/15V/20V 时的效率特性曲线。图5.6 为不同输入电 压下的待机功耗。 图 5.1 效率特性曲线@Vout=5V 图 5.2 效率特性曲线@Vout=9V 图 5.3 效率特性曲线@Vout=12V 图 5.4 效率特性曲线@Vout=12V 图 5.5 效率特性曲线@Vout=12V 图 5.6 空载待机功耗
5.2 效率/待机功耗
图5.7 为不同输入电压和不同输出电压下全负载范围内的最大纹波电压,纵 轴单位为 mV。最大纹波电压发生在 Burst Mode 和 Normal Mode 转换点。 图 5.7 输出最大纹波电压
6.3 过流/短路保护
表 6.2 为全输入范围内不同输出电压下的输出过流保护点。副边控制 IC 通过 SENSE 电阻 直接采样输出电流,实现了精确的过流保护。
表 6.2 输出过流保护点 2.1 PCB Layout 图2.1 PCB 顶层线路 图 2..2 PCB 底层线路 图2.3 PCB 顶层丝印 图2.4 PCB 底层丝印
文章出自英飞凌•第三届电源产品方案DIY 设计大赛 |