USB PD適配器通常采用電感-電感-電容（LLC）或準諧振（QR）反激進行隔離式DC/DC轉換。LLC的優勢在於其支持具有軟開關的功率開關，但由於其窄增益限製，並不適用於寬輸出電壓範圍。而且，QR反(fan)激(ji)在(zai)不(bu)連(lian)續(xu)電(dian)流(liu)傳(chuan)導(dao)模(mo)式(shi)下(xia)工(gong)作(zuo)，且(qie)在(zai)所(suo)有(you)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)內(nei)都(dou)不(bu)能(neng)實(shi)現(xian)全(quan)軟(ruan)開(kai)關(guan)。此(ci)外(wai)
，變(bian)壓(ya)器(qi)漏(lou)感(gan)的(de)損(sun)耗(hao)限(xian)製(zhi)了(le)實(shi)際(ji)的(de)最(zui)大(da)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)。當(dang)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)想(xiang)要(yao)實(shi)現(xian)高(gao)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)和(he)小(xiao)適(shi)配(pei)器(qi)尺(chi)寸(cun)時(shi)
，上(shang)述(shu)不(bu)足(zu)就(jiu)給(gei)功(gong)能(neng)的(de)實(shi)現(xian)帶(dai)來(lai)了(le)很(hen)大(da)的(de)限(xian)製(zhi)。

 

有源鉗位反激（ACF）是一種可克服這些限製的新型諧振拓撲。與QR反激不同
，ACF可實現軟開關和漏感能量回收。臨界導通模式ACF使用小型負磁化電感在整個負載範圍內實現零電壓開關（ZVS）。此外，輸出整流器可在關斷期間實現零電流開關（ZCS），這將降低整流器的反向恢複損耗，並提高電磁幹擾性能。憑借這些優點，可實現高頻率和高效率的適配器。

 

使用德州儀器30 W/in3、93.4％效率、100 W AC/DC適配器參考設計的電路包括基於UCC28056的前端轉換模式功率因數校正（PFC）電路，然後是基於UCC28780的用於隔離式DC / DC轉換的ACF。圖1是參考設計的詳細係統框圖。

 

圖1：AC/DC適配器參考設計係統框圖

 

設計人員最關注的特征是無外殼的超高功率密度30 W/in3。首先，臨界導通模式ACF可以實現高開關頻率，使得RM8內核可用於變壓器。而且，由於具有超高轉換器效率，無需使用散熱器，從而既節省了空間，也提高了功率密度。圖2所示為AC/DC適配器參考設計電路板。

 

圖2：AC/DC適配器參考設計電路板

 

設計師關注的另一重要特征是該設計的高效率。UCC28780實現了主開關的ZVS和次級整流器的ZCS。次級諧振配置形成初級電流波形，從而降低初級均方根（RMS）電流並顯著改善同步整流器操作。氮化镓場效應晶體管用於ACF初級側開關，以提高效率，因為它們具有較小的寄生參數。通過在5 VOUT和9 VOUT下關閉PFC級，可進一步提高效率。圖3所示為參考設計的平均效率曲線。

 

圖3：AC/DC適配器參考設計平均效率曲線

 

總之

，100 W AC/DC適配器參考設計為USB PD適配器提供了完整的解決方案，適用於任何100 W應用。高效率和高功率密度使該適配器具備更強大的性能且更加便攜。

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