號外!AC-DC適配器和USB PD充電器尺寸將可減50%

號外！AC-DC適配器和USB PD充電器尺寸將可減50%

陳路 發表於 2018-05-04 14:22:37

【導讀】TI最新開發成功的UCC28780有源鉗位反激式控制器和UCC24612同步整流器控制器晶片組，工作頻率高達1MHz，可幫助將平板電腦、智慧型手機AC/DC適配器和USB Type-C PD充電器的電源尺寸減少50%。而且，在滿載情況下可實現高達95％的效率，待機功耗小於40mW。
 

市場上主流的筆記本電腦體積正變得越來越小，智慧型手機的屏幕越來越大，與此同時，它們要求的功率卻越來越高，從而導致現在面臨一個問題，就是AC-DC電源適配器的體積越來越大，攜帶越來越不方便。這就給當前市面上主流的準諧振反激式拓撲結構帶來非常大的挑戰。
 

TI最新開發成功的業內第一個有源鉗位反激式控制器解決方案能夠很好地克服準諧振反激式拓撲結構帶來的挑戰，它可以從三個方面幫助縮小電源和充電器解決方案的尺寸。第一個是能夠把開關損耗降到最低的同時把EMI降下來。以適當的控制鉗位，實現零電壓開關（ZVS）。第二個是提升效率，通過循環洩漏能量並將其傳遞到輸出端而不是損耗掉，實現高於傳統反激式轉換器的效率。第三點則是通過實現更高的功率密度，以更低的開關能耗使開關頻率更高，從而允許採用體積更小的無源元件。
 

這一晶片組由UCC28780有源鉗位反激式控制器和UCC24612高頻多模式同步整流器控制器構成，兩個晶片加起來可實現一個非常高效率有源鉗位反激式方案，它的工作頻率高達1MHz，可幫助將AC/DC適配器和USB PD充電器的電源尺寸減半。對於需要在小尺寸解決方案中最大化充電效率的電池供電電子設備而言，TI新推出的bq25910 6A三級降壓電池充電器可在智慧型手機、平板電腦和電子銷售終端（EPOS）中將解決方案尺寸減小60％。
 

TI高壓電源解決方案副總裁Steve Lambouses表示：「消費者希望以更小的尺寸實現更快速的充電，這些新解決方案不僅能夠實現這一目標，而且還能使設計人員以更低的功耗實現比之前更多的功能。」
 

德州儀器高電壓產品系統及應用工程經理John Stevens說：「UCC28780是業界第一個量產的有源鉗位反激式控制器，UCC24612則是第一個針對有源鉗位反激式拓撲的同步整流控制器。我們通過一個非常高智能的方案來控制開關，能達到很高的效率，超過CoC Tier2和DoE Level VI 這些非常重要的效率標準。」
 

UCC28780同時支持氮化鎵（GaN）和矽（Si）FET，先進的自適應功能使有源鉗位反激式拓撲結構滿足現代效率標準要求。採用基於輸入和輸出條件改變操作的多模態控制，將UCC28780與UCC24612搭配後，可以在滿負載和輕負載條件下實現並保持高效率。
 

有源鉗位反激式解決方案的三大性能特色是：
 

· 功率密度提高一倍：該晶片組可在高達1MHz的頻率下實現高效運行，與目前的解決方案相比，可將尺寸縮小50％，而且功率密度更高。
 

· 高效率：多模態控制在滿載情況下可實現高達95％的效率，待機功耗小於40mW，超過CoC Tier 2和美國能源部（DoE）VI級能效標準。對於75W以上的設計，工程師還可以將晶片組與新款6引腳功率因數校正（PFC）控制器UCC28056進行搭配。該控制器針對輕載效率和低待機功耗進行了優化，符合強制性國際電工技術委員會（IEC）61000-3-2 交流電流諧波限制規定。
 

· 簡化設計：通過使用自適應零電壓開關（ZVS）控制等功能，工程師可以通過結合電阻設置和自整定控制器，輕鬆設計系統。
 

John Stevens指出：「基於UCC28780和UCC24612晶片組實現的解決方案，能夠減少50%的佔用空間，在滿負載情況下可以提供95%的效率。還有一個特點是待機功耗小於40mW，可以在全世界每一個地方都符合該地區的待機標準，現在中國也非常重視節能，這是一個很重要的性能指標。」
 

配合這一晶片組，TI還推出了一款新的PFC控制器UCC28056，以幫助工程師的設計達到最高效率、最低待機功耗以及簡化系統設計。UCC28056有最好的效率，在輕載的時候，10%的輕載還可以到90%以上的效果。待機功耗也非常低，只有25mW，允許將PFC永遠打開。
 

John Stevens說：「以往的設計，在輕載或待機時PFC是斷掉的，UCC28056則不需要，這是非常重要的功能。這個UCC28056跟我們今天主要介紹的UCC28780和UCC24612達成一個非常完美的組合，可以應用在從小功率到中功率變壓器中。」
 

UCC28056的應用市場非常廣，從數位電視、遊戲桌上型電腦、適配器到電動工具以及其他AC/DC的應用。TI可以提供整套的解決方案。
 

 

這是一個簡單的線路，你可以看到UCC28056仿真的元器件非常細小，可以把整個系統做得更小型，不管是從小功率的應用或者大功率的應用裡，TI有一整套非常高功率的系統可以支撐。
 

 

這是TI現在提供的評估板，相關的參考資料可以在TI的官網上下載。同時，TI還提供65w USB Type-C的參考設計。這個參考設計可以達到30w/立方寸的功率密度，實現92%的峰值效率。
 

三級降壓電池充電器可實現更高的充電效率

採用創新的三級功率轉換技術，bq25910與傳統架構相比，可顯著降低熱損耗，將充電速度提高50%。
 

· 小尺寸解決方案：bq25910集成了MOFSET和無損電流感測功能，可減少印刷電路板（PCB）空間，並允許設計人員使用小型0.33μH電感器，從而節省更多空間。
 

· 更快的充電速度：bq25910可以實現95％的充電效率，可在不到30分鐘的時間內將標準智慧型手機電池從空電量充電至70％。
 

· 靈活的系統設計：即使將電池放置在系統充電器之外，差分電池電壓檢測線也可以通過繞過PCB中的寄生電阻實現快速充電，提供更精確的電壓測量。
 

封裝和供貨

所有這些新款器件現均有提供，封裝和評估模塊供貨情況如下表所列。
 

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