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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(gè)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(shí)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(jí)小的體積...想知道詳細(xì)方案嗎，請(qǐng)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(lái)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(duì)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(jì)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(wèn)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(guò)，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(méi)有問(wèn)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(gè)低壓MOS和一個(gè)GaN串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，實(shí)測(cè)過(guò)，相同Rdson的GaN管和Cool-Mos，在相同驅(qū)動(dòng)電路下，前者的驅(qū)動(dòng)上升時(shí)間僅20nS左右，看不到明顯的米勒平臺(tái)，而后者的驅(qū)動(dòng)上升時(shí)間超過(guò)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(huì)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(wèn)，為什么一定要QR？很簡(jiǎn)單，為了次級(jí)同步整流方便，CCM的SR做起會(huì)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(dòng)
3.盡可能低一點(diǎn)的CS過(guò)流點(diǎn)（為低壓輸入下爭(zhēng)取一點(diǎn)效率）
4.CS過(guò)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(shí)間：2017.12.22    來(lái)源：電源適配器生產(chǎn)廠家
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