基于65W高功率XDPS2201快速充電板主要特性和指標

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。半橋驅動和驅動電容連接的反激變換。反激主要的驅動誘導和形成橋半結構路徑，可以得到半橋功率開關的零電壓開關ZVS，特性反激，中提供的通常會在驅動相變。數(shù)字混合反控制器在DSO-1（150密爾）封裝中集成了半驅動橋器，600V電動啟動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健和快速充電與控制功率，支持電動發(fā)電機輸出功率提升進入/退出操作，初級邊輸出過壓保護，支持75 最低無負載輔助輸出減少75W可配置的緩和落保護，軟啟動，以及可配置小配置的低配置模式進入和退出，可過流保護和輸出壓保護開關，可提升最大滑動，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 %的超高效率的開關電源。本文了XDPS2201產(chǎn)品亮點和主要特性，介紹和應用電路圖，65W高功率快速充電板主要特性和指標，電路圖，材料清單和PCB設計圖。

XDPS2201 包含一個基于非對稱半橋控制的混合反激控制器。半橋與串聯(lián)電容器一起驅動傳統(tǒng)的反激式變壓器。反激變壓器的主電感和串聯(lián)電容器構成一個諧振槽，用于實現(xiàn)半橋功率開關的零電壓開關 （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，充電周期和相關功率由直接峰值電流控制控制，而退磁階段由時序控制以確保適當?shù)呢擃A磁化，這是半橋功率開關處的 ZVS 條件所必需的。除了連續(xù)諧振模式 （CRM） 操作之外，該 IC 還提供先進的零電壓諧振谷值開關 （ZV-RVS） 和突發(fā)模式以

在整個負載和寬輸出電壓范圍內支持最高效率。

XDPS2201產(chǎn)品亮點：

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

? 600V 高壓啟動電池，用于快速充電和低待機功率

? 峰值電流模式控制，可實現(xiàn)穩(wěn)健快速的線路和負載控制

? 基于輸出電流估計的突發(fā)模式進入/退出操作

? 初級側輸出過壓保護

? 支持最低的空載待機功率 《 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

? 可配置的內置軟啟動

? 具有小滯后的可配置突發(fā)模式進入和退出電流閾值

? 具有峰值和瞬態(tài)負載兩個級別的可配置過流保護

? 可配置的輸出過壓保護

? 可配置的頻率降低與周期跳躍提高低負載效率

? 開關頻率的可配置抖動

? 用于精確峰值電流控制的可配置傳播延遲補償

? 無鉛電鍍；符合 RoHS

? 無鹵素，符合 IEC61249-2-21

XDPS2201目標應用：

? 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應用電路圖

圖3。XDPS2201混合反激功率級

圖 4. XDPS2201混合反激控制結構圖

圖5. XDPS2201半橋驅動驅動器

圖6. XDPS2201過流保護概述圖

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、智能手機等移動電子設備的日益普及，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）下運行。 除了重量輕和尺寸小外，系統(tǒng)效率高和待機功耗低是此應用程序的關鍵要求。

對于 75 W 以下的開關模式電源，不需要功率因數(shù)校正 （PFC），反激拓撲是最具成本效益的解決方案。對于這種拓撲結構，許多控制方法都具有良好的性能，例如準諧振控制和有源鉗位控制。使用準諧振控制方法，功率 MOSFET 在 MOSFET 漏源電壓的谷底開啟。

此外，很難在整個輸入和輸出電壓和電流范圍內實現(xiàn)零電壓開關 （ZVS）。此外，主開關關斷時的高壓尖峰會對該開關造成高壓應力。通過附加組件，有源鉗位反激式轉換器中主開關的電壓應力降低。然而，對于主開關而言，仍然存在比大容量電容器電壓更高的電壓應力。

除此之外，在能量傳輸過程中初級繞組中的更多損耗以及在整個負載范圍內難以實現(xiàn)全 ZVS 影響了這種控制方法的應用。

在混合反激 （HFB） 拓撲中，主開關自動對大容量電容器電壓進行鉗位，因此沒有其他兩種拓撲中提到的電壓尖峰應力。

低側開關自動開啟 ZVS，而受控負電流確保高側開關的 ZVS 開啟。不需要緩沖電路，如準諧振轉換器和有源鉗位反激式轉換器一樣。此外，HFB 轉換器的變壓器和諧振電容器都有助于中間能量存儲和傳輸，這使得設計非常緊湊。所有這些特性使 HFB 成為高功率密度設計最有前途的拓撲。

本文檔介紹了用于 USB-PD 應用的 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］。該板專為寬輸入應用而設計，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，電壓步長定義為PD設備。標稱連續(xù)輸出電流為 3.25 A。

USB-PD/PPS應用的65W高功率速度快速充電板主要指標：

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設計圖：左：頂點；右：頂部內層

圖 10. 65W高功率速度快速充電板PCB設計圖：左：底部內層；右：底部

圖 11. 投資放置和放風
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