为100W USB电力输送适配器提供超高功率密度
usb 电力输送（pd）标准支持通过usb进行高达100w的电力输送，该电力足以驱动笔记本电脑、显示器和dlp®电影放映机等高功率设备。
usb pd适配器通常采用电感-电感-电容（llc）或准谐振（qr）反激进行隔离式dc/dc转换。llc的优势在于其支持具有软开关的功率开关，但由于其窄增益限制，并不适用于宽输出电压范围。而且，qr反激在不连续电流传导模式下工作，且在所有输出电压范围内都不能实现全软开关。此外，变压器漏感的损耗限制了实际的最大开关频率。当设计人员想要实现高功率密度和小适配器尺寸时，上述不足就给功能的实现带来了很大的限制。
有源钳位反激（acf）是一种可克服这些限制的新型谐振拓扑。与qr反激不同，acf可实现软开关和漏感能量回收。临界导通模式acf使用小型负磁化电感在整个负载范围内实现零电压开关（zvs）。此外，输出整流器可在关断期间实现零电流开关（zcs），这将降低整流器的反向恢复损耗，并提高电磁干扰性能。凭借这些优点，可实现高频率和高效率的适配器。
使用德州仪器30 w/in3、93.4％效率、100 w ac/dc适配器参考设计的电路包括基于ucc28056的前端转换模式功率因数校正（pfc）电路，然后是基于ucc28780的用于隔离式dc / dc转换的acf。图1是参考设计的详细系统框图。
图1：ac/dc适配器参考设计系统框图
设计人员最关注的特征是无外壳的超高功率密度30 w/in3。首先，临界导通模式acf可以实现高开关频率，使得rm8内核可用于变压器。而且，由于具有超高转换器效率，无需使用散热器，从而既节省了空间，也提高了功率密度。图2所示为ac/dc适配器参考设计电路板。
图2：ac/dc适配器参考设计电路板
设计师关注的另一重要特征是该设计的高效率。ucc28780实现了主开关的zvs和次级整流器的zcs。次级谐振配置形成初级电流波形，从而降低初级均方根（rms）电流并显著改善同步整流器操作。氮化镓场效应晶体管用于acf初级侧开关，以提高效率，因为它们具有较小的寄生参数。通过在5 vout和9 vout下关闭pfc级，可进一步提高效率。图3所示为参考设计的平均效率曲线。
图3：ac/dc适配器参考设计平均效率曲线
总之，100 w ac/dc适配器参考设计为usb pd适配器提供了完整的解决方案，适用于任何100 w应用。高效率和高功率密度使该适配器具备更强大的性能且更加便携。
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图1：ac/dc适配器参考设计系统框图
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图2：ac/dc适配器参考设计电路板
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图3：ac/dc适配器参考设计平均效率曲线
总之，100 w ac/dc适配器参考设计为usb pd适配器提供了完整的解决方案，适用于任何100 w应用。高效率和高功率密度使该适配器具备更强大的性能且更加便携。
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