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AC-DC适配器和USB PD充电器尺寸将可减50%

出处:面包板 发布于:2019-01-29 14:35:43 | 1177 次阅读

  TI最新开发成功的UCC28780有源钳位反激式控制器和UCC24612同步整流器控制器芯片组,工作频率高达1MHz,可帮助将平板电脑、智能手机AC/DC适配器和USB type-c PD充电器的电源尺寸减少50%。而且,在满载情况下可实现高达95%的效率,待机功耗小于40mW。
  市场上主流的笔记本电脑体积正变得越来越小,智能手机的屏幕越来越大,与此同时,它们要求的功率却越来越高,从而导致现在面临一个问题,就是AC-DC电源适配器的体积越来越大,携带越来越不方便。这就给当前市面上主流的准谐振反激式拓扑结构带来非常大的挑战。
  TI最新开发成功的业内第一个有源钳位反激式控制器解决方案能够很好地克服准谐振反激式拓扑结构带来的挑战,它可以从三个方面帮助缩小电源和充电器解决方案的尺寸。第一个是能够把开关损耗降到最低的同时把EMI降下来。以适当的控制钳位,实现零电压开关(ZVS)。第二个是提升效率,通过循环泄漏能量并将其传递到输出端而不是损耗掉,实现高于传统反激式转换器的效率。第三点则是通过实现更高的功率密度,以更低的开关能耗使开关频率更高,从而允许采用体积更小的无源元件。
  这一芯片组由UCC28780有源钳位反激式控制器和UCC24612高频多模式同步整流器控制器构成,两个芯片加起来可实现一个非常高效率有源钳位反激式方案,它的工作频率高达1MHz,可帮助将AC/DC适配器和USB PD充电器的电源尺寸减半。对于需要在小尺寸解决方案中最大化充电效率的电池供电电子设备而言,TI新推出的bq25910 6A三级降压电池充电器可在智能手机、平板电脑和电子销售终端(EPOS)中将解决方案尺寸减小60%。
  TI高压电源解决方案副总裁Steve Lambouses表示:“消费者希望以更小的尺寸实现更快速的充电,这些新解决方案不仅能够实现这一目标,而且还能使设计人员以更低的功耗实现比之前更多的功能。”
  德州仪器高电压产品系统及应用工程经理John Stevens说:“UCC28780是业界第一个量产的有源钳位反激式控制器,UCC24612则是第一个针对有源钳位反激式拓扑的同步整流控制器。我们通过一个非常高智能的方案来控制开关,能达到很高的效率,超过CoC Tier2和DoE Level VI 这些非常重要的效率标准。”
  UCC28780同时支持氮化镓(GaN)和硅(Si)FET,先进的自适应功能使有源钳位反激式拓扑结构满足现代效率标准要求。采用基于输入和输出条件改变操作的多模态控制,将UCC28780与UCC24612搭配后,可以在满负载和轻负载条件下实现并保持高效率。
  有源钳位反激式解决方案的三大性能特色是:
  · 功率密度提高一倍:该芯片组可在高达1MHz的频率下实现高效运行,与目前的解决方案相比,可将尺寸缩小50%,而且功率密度更高。
  · 高效率:多模态控制在满载情况下可实现高达95%的效率,待机功耗小于40mW,超过CoC Tier 2和美国能源部(DoE)VI级能效标准。对于75W以上的设计,工程师还可以将芯片组与新款6引脚功率因数校正(PFC)控制器UCC28056进行搭配。该控制器针对轻载效率和低待机功耗进行了优化,符合强制性国际电工技术委员会(IEC)61000-3-2 交流电流谐波限制规定。
  · 简化设计:通过使用自适应零电压开关(ZVS)控制等功能,工程师可以通过结合电阻设置和自整定控制器,轻松设计系统。
  John Stevens指出:“基于UCC28780和UCC24612芯片组实现的解决方案,能够减少50%的占用空间,在满负载情况下可以提供95%的效率。还有一个特点是待机功耗小于40mW,可以在全世界每一个地方都符合该地区的待机标准,现在中国也非常重视节能,这是一个很重要的性能指标。”
  配合这一芯片组,TI还推出了一款新的PFC控制器UCC28056,以帮助工程师的设计达到最高效率、最低待机功耗以及简化系统设计。UCC28056有最好的效率,在轻载的时候,10%的轻载还可以到90%以上的效果。待机功耗也非常低,只有25mW,允许将PFC永远打开。
  John Stevens说:“以往的设计,在轻载或待机时PFC是断掉的,UCC28056则不需要,这是非常重要的功能。这个UCC28056跟我们今天主要介绍的UCC28780和UCC24612达成一个非常完美的组合,可以应用在从小功率到中功率变压器中。”UCC28056的应用市场非常广,从数字电视、游戏台式电脑、适配器到电动工具以及其他AC/DC的应用。TI可以提供整套的解决方案。
  这是一个简单的线路,你可以看到UCC28056仿真的元器件非常细小,可以把整个系统做得更小型,不管是从小功率的应用或者大功率的应用里,TI有一整套非常高功率的系统可以支撑。
  这是TI现在提供的评估板,相关的参考资料可以在TI的官网上下载。同时,TI还提供65w USB type-c的参考设计。这个参考设计可以达到30w/立方寸的功率密度,实现92%的峰值效率。
  三级降压电池充电器可实现更高的充电效率
  采用创新的三级功率转换技术,bq25910与传统架构相比,可显着降低热损耗,将充电速度提高50%。
  · 小尺寸解决方案:bq25910集成了MOFSET和无损电流感测功能,可减少印刷电路板(PCB)空间,并允许设计人员使用小型0.33μH电感器,从而节省更多空间。
  · 更快的充电速度:bq25910可以实现95%的充电效率,可在不到30分钟的时间内将标准智能手机电池从空电量充电至70%。
  · 灵活的系统设计:即使将电池放置在系统充电器之外,差分电池电压检测线也可以通过绕过PCB中的寄生电阻实现快速充电,提供更精确的电压测量。
  
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