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高效率小體積65W電源適配器方案

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高效率小體積65W電源適配器方案


常常需要背著筆記本電腦到處跑的人一定很痛恨這個笨重的家伙——電源適配器。它又大又沉,還不得不用?,F(xiàn)在的電子產(chǎn)品越做越輕薄,是時候讓沉重的電源適配器做些改變了。今天電源適配器生產(chǎn)廠家為大家介紹這款工程師原創(chuàng)的電源適配器方案,它擁有94%+的高效率和超級小的體積...想知道詳細(xì)方案嗎,請往下看吧。

該電源適配器方案規(guī)格如下:
1.輸入范圍:90~265VAC/47~63Hz
2.輸出電壓:19VDC/3.42A
3.滿載目標(biāo)效率:>94%(輸入220V),>92%(輸入110V)
4.PCB體積:<=100*25*25mm

首先我們來看一下板子展示圖,看看體積有多小。

65W電源適配器

同常規(guī)適配器對比:

65W電源適配器
電源適配器生產(chǎn)廠家

方案原理圖:


電源適配器生產(chǎn)廠家
方案選用元器件:QR反激+SR
1.PWM控制IC:NCP1339HDR2GSR
2.控制IC:NCP4305D(感謝ON-Semi伍工提供的樣片)
3.功率GaN管:TPH3002LD
4.變壓器:PQ2020
5.SR功率管:待定

工程師設(shè)計心得:
要做小體積,開關(guān)頻率需要提上去是必然的,那么效率就成問題。QR的方案,高低壓輸入下,滿載開關(guān)頻率接近低壓輸入下的3倍。在之前的一些嘗試中我試過,90V輸入下頻率做到三十多KHz,220V輸入下頻率控制在100KHz附近,這樣用Cool-Mos+PQ2620的變壓器,220V輸入下的滿載效率做到94%沒有問題。然而,體積縮小到要用PQ2020的變壓器,頻率要再提高接近一倍,硅MOS的效率就不行了,這次用到了GaN管。

GaN屬于寬禁帶半導(dǎo)體,電子遷移率遠(yuǎn)比硅快。由于GaN是常開的,這次用GaN功率管實(shí)際是一個低壓MOS和一個GaN串聯(lián)的結(jié)構(gòu),實(shí)測過,相同Rdson的GaN管和Cool-Mos,在相同驅(qū)動電路下,前者的驅(qū)動上升時間僅20nS左右,看不到明顯的米勒平臺,而后者的驅(qū)動上升時間超過100ns。

功率管有了,控制IC也是非常難找。一般的QR,出于EMI考慮,通常會將頻率限制在150K以下,在這里,我需要將頻率跑上去,不能用。有人問,為什么一定要QR?很簡單,為了次級同步整流方便,CCM的SR做起會比較麻煩。所以,我需要的IC必須還有這些特點(diǎn)。

1.最高工作頻率最少允許到200KHz
2.低待機(jī)功耗(<100mW),也就意味著必須內(nèi)置HV啟動
3.盡可能低一點(diǎn)的CS過流點(diǎn)(為低壓輸入下爭取一點(diǎn)效率)
4.CS過流點(diǎn)隨輸入電壓升高而降低,即需要在高低壓下有一致性較好的限功率點(diǎn)

最后翻遍TI、ST、Fairchild、On-Semi、MPS......最后找到了這顆滿足了我所有需求的IC,NCP1339H。唯一的遺憾是,Pin腳有點(diǎn)多,外圍稍顯復(fù)雜。

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| 發(fā)布時間:2017.12.22    來源:電源適配器生產(chǎn)廠家
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