英飛凌混合反激控制器典型產(chǎn)品及功能

英飛凌 HFB (Hybrid-flyback) 架構(gòu)，即混合反激架構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)高功率密度，高性價(jià)比開關(guān)電源的最具優(yōu)勢(shì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本文主要介紹開發(fā)混合反激技術(shù)的必要性、英飛凌混合反激技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以及英飛凌相關(guān)混合反激控制器產(chǎn)品的功能特征。

開發(fā)混合反激式技術(shù)的原因

開發(fā)混合反激式技術(shù)主要有兩大原因，其一為：向 USB-C 供電世界邁進(jìn)。隨著各大應(yīng)用領(lǐng)域電池供電設(shè)備的激增，USB-C 越來越成為設(shè)備充電和供電的首選通用標(biāo)準(zhǔn)，其正逐漸成為市場(chǎng)主流。英飛凌 USB-C PD 充電器以優(yōu)化終端用戶體驗(yàn)為主要目標(biāo)，旨在提供緊湊型高功率充電解決方案，以提升充電速度和效率。下圖 (圖1) 為 USB-C 供電技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)：

圖1 USB-C 供電技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

原因之二為：USB Power Delivery 擴(kuò)展功率范圍 (USB-PD EPR)，即混合反激式技術(shù)開發(fā)后，可支持寬輸出電壓 (3.3V-48V) 和高功率的電源 (240W)。 混合反激技術(shù)優(yōu)勢(shì)：DC-DC 拓?fù)浔容^

下圖 (圖2) 為幾種電源拓?fù)浼夹g(shù)的對(duì)比，從圖中可以看出混合反激具有以下優(yōu)勢(shì)：

混合反激控制器結(jié)合了傳統(tǒng)簡(jiǎn)化的反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和諧振變換器的性能，通過使用兩個(gè)高壓 MOSFET，例如 CoolMOSTM?；旌戏醇?XDPS22xx 控制器能夠在不對(duì)稱半橋反激拓?fù)渲序?qū)動(dòng)高壓側(cè)和低壓側(cè) MOSFET，從而減少開關(guān)損耗。

通過調(diào)節(jié)正負(fù)磁化電流的方法，可以在初級(jí)實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān) (ZVS) 和次級(jí)實(shí)現(xiàn)零電流開關(guān) (ZCS)，提高效率。

變壓器漏感能量被回收，更進(jìn)一步提高效率。

圖2 幾種電源拓?fù)浼夹g(shù)對(duì)比圖

半橋控制器和 LLC 控制器比較

下表 (表1) 為混合反激控制器和 LLC 控制器產(chǎn)品性能比較：

表1 半橋控制器和 LLC 控制器產(chǎn)品性能比較

英飛凌混合反激控制器典型產(chǎn)品及功能

接下來為大家介紹英飛凌兩款混合反激控制器產(chǎn)品：

XDPS2221

XDPS2221 是一種多模式、數(shù)字可配置的混合反激控制器，高度集成一個(gè) 600V 高壓?jiǎn)?dòng)單元和一個(gè)集成的高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器，便于設(shè)計(jì)和降低成本。其保護(hù)功能十分全面，包括電路開啟和關(guān)閉控制，兩級(jí)過電流保護(hù)，輸出過壓保護(hù)，輸出欠壓保護(hù)和通過外部 NTC 控制過熱，以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如下圖 (圖3) 為其典型應(yīng)用和主要特征：

圖3 XDPS2201 典型應(yīng)用和主要特征

下圖 (圖4)、(圖5) 分別為 XDPS2221 140W DEMO 及其在 Type-C 連接器上測(cè)量的平均效率：

圖4 XDPS2221 140W DEMO 圖

圖5 XDPS2221 在 Type-C 連接器上測(cè)量的平均效率

XDPS2222

XDPS2222 是一款高度集成的器件，在 XDP2221 的基礎(chǔ)上新增了支持額外的輸出電壓范圍，MFIO 開關(guān)取決于輸出電壓，目前支持 PD 輸出到 48V，另外也是整合了 PFC 升壓和混合反激式 (HFB) (文獻(xiàn)中為不對(duì)稱半橋) 轉(zhuǎn)換功能。高度的集成能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)轉(zhuǎn)換器無縫協(xié)同工作和最佳控制，提供一流的性能。下圖 (圖6) 為其典型應(yīng)用和主要特征：

圖6 XDPS2222 典型應(yīng)用和主要特征

XDPS222 240W DEMO 及其在 Type-C 連接器上測(cè)量的平均效率如下圖 (圖7)、(圖8) 所示：

圖7 XDPS2222 240W DEMO 圖

圖8 XDPS2222 在 Type-C 連接器上測(cè)量的平均效率

總結(jié)

本文主要介紹了開發(fā)混合反激技術(shù)的必要性、英飛凌混合反激技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以及英飛凌相關(guān)混合反激控制器產(chǎn)品的功能特征。