作者离职_该复制语系不上架_USB PD充電器設計 , 高效率100W USB-PD方案

更大的電池容量和更短的充電時間需求，不斷提高對於充電器功率的要求。在小尺寸中實現大功率頗具挑戰性，人們為此提出了各種各樣的創新方案，（ZVS）拓撲結構、高性能開關、創新的封裝方式以及使用寬禁帶材料等，以滿足相應設計要求。 

本文介紹了一種100W的USB-PD解決方案，利用電源開關和新型拓撲結構來實現94%的效率和23W/in³的功率密度。 

針對上述情況，英飛凌推出了一種新的非對稱半橋混合型反激拓撲結構（如圖1）。 半橋與串聯電容器共同驅動傳統的反激變壓器。反激變壓器的主電感和串聯電容器形成諧振迴路，用於實現半橋開關的ZVS特性，並在反激變壓器的常規退磁階段 提供諧振功率傳輸。在正常運行期間，充電周期和相關功率通過峰值直流電流控制，而退磁階段通過定時控制，以確保適當的負預磁化，從而滿足半橋開關所需的 ZVS條件。

圖1：非對稱半橋反激拓樸的簡化示意圖

初級側的電源電路通過LC諧振迴路實現，該迴路由類似於LLC轉換器的半橋驅動。諧振電感器L_r為串聯電感，它既可以是變壓器漏感，也可以是變壓器漏感加外部電感，而L_m則代表變壓器主電感。通過將諧振電容器C_r和變壓器的初級線圈連接於正節點和半橋中點之間，也可以實現相同的轉換效果。當高側開關HS導通時，能量將存儲於C_r和L_m中，並且各自存儲的能量將隨輸入電壓和開關頻率而變化（如圖2所示）。

圖2：儲能分布和頻率變化示意圖 

當高側開關HS斷開時，變壓器中的電流將迫使半橋中點V_HB下降，直至低側開關的體二極體鉗位電壓為止。然後，低側開關將在零電壓時導通，與此同時，變壓器相位反轉，能量轉移至次級側。當低側開關斷開時，上一階段變壓器中感應的負電流將迫使半橋中點V_HB升高其電壓，直至高側開關HS的體二極體鉗位電壓為止，類似於上一個階段。在ZVS條件下，HS打開，而LS關閉，但變壓器諧振迴路中的電流仍為負，這意味著諧振迴路中的多餘能量將被送回輸入端。