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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笨重的家伙——電源適配器。它又大又沉，還不得不用。現在的電子產品越做越輕薄，是時候讓沉重的電源適配器做些改變了。今天電源適配器生產廠家為大家介紹這款工程師原創的電源適配器方案，它擁有94%+的高效率和超級小的體積...想知道詳細方案嗎，請往下看吧。

該電源適配器方案規格如下：
1.輸入范圍：90~265VAC/47~63Hz
2.輸出電壓：19VDC/3.42A
3.滿載目標效率：>94%（輸入220V），>92%（輸入110V）
4.PCB體積：<=100*25*25mm

首先我們來看一下板子展示圖，看看體積有多小。

65W電源適配器

同常規適配器對比：

65W電源適配器
電源適配器生產廠家

方案原理圖：


電源適配器生產廠家
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

工程師設計心得：
要做小體積，開關頻率需要提上去是必然的，那么效率就成問題。QR的方案，高低壓輸入下，滿載開關頻率接近低壓輸入下的3倍。在之前的一些嘗試中我試過，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%沒有問題。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屬于寬禁帶半導體，電子遷移率遠比硅快。由于GaN是常開的，這次用GaN功率管實際是一個低壓MOS和一個GaN串聯的結構，實測過，相同Rdson的GaN管和Cool-Mos，在相同驅動電路下，前者的驅動上升時間僅20nS左右，看不到明顯的米勒平臺，而后者的驅動上升時間超過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，為什么一定要QR？很簡單，為了次級同步整流方便，CCM的SR做起會比較麻煩。所以，我需要的IC必須還有這些特點。

1.最高工作頻率最少允許到200KHz
2.低待機功耗（<100mW），也就意味著必須內置HV啟動
3.盡可能低一點的CS過流點（為低壓輸入下爭取一點效率）
4.CS過流點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

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腳有點多，外圍稍顯復雜。

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| 發布時間：2017.12.22    來源：電源適配器生產廠家
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