本文件描述了使用InnoSwitch3 Pro PowiGaN INN3370C-H302 IC、MinE CAP MIN1072M和VIA Labs VP302 USB PD控制器输出的65 W USB PD电源,具有5 V/3 a、9 V/3 a和15 V/3 a,20 V/3.25 a或3.3 V–21 V可编程电源(PPS)。电源的USB PD电源功能如下所示。
5 V/3 A(固定电源PDO)
9 V/3 A(固定电源PDO)
15 V/3 A(固定电源PDO)
20 V/3.25 A(固定电源PDO)
3.3 V–21 V/3 A(可编程电源APDO)
该设计证明了由于InnoSwitch3 Pro控制器的高集成度和MinE CAP系列IC的总体积减少,可以实现高功率密度和高效率。MinE Cap用于最小化输入大容量电容器的物理尺寸,以及使用低轮廓平面磁性元件,实现了82mm(L)x 51mm(W)x 12mm(H)的尺寸,具有21.22W/in3的功率密度。
实物图如下:
电路图如下:
InnoSwitch3 Pro使用L引脚的电流来确定线路欠压和过压条件。在正常操作过程中,来自L引脚的电流跟随流经R3和R5的电流,因此InnoSwitch3 Pro IC的操作就像所述电阻器直接连接到V引脚一样。电阻器R1是一个泄放电阻器,用于调节C2两端的电压,而电阻器R4是由MinE CAP用于对C2的负端子处的电压进行采样。
对于此特定设计,旁路电容器C16由InnoSwitch3 Pro IC的BPP引脚和MinE CAP的BP引脚共享。C8的值根据InnoSwitch3 Pro IC的期望电流限制进行选择。变压器初级的一端连接到母线,另一端连接到InnoSwitch3 Pro DRAIN引脚。由二极管D3、电阻器R9、R10和R13以及电容器C6形成的低成本RCD缓冲器在关闭期间通过耗散存储在变压器的漏电感中的能量。
InnoSwitch3 Pro IC有一个内部电流源,当首次施加交流输入时,该电流源为电容器C16充电。一旦InnoSwitch3 Pro IC开始切换,并且在正常操作期间,偏置电流从变压器的辅助绕组中汲取。
InnoSwitch3 Pro IC的次级侧为FET提供输出电压和电流感测以及栅极驱动,用于同步整流。变压器次级绕组两端的电压由次级侧FET(或SR FET)Q2和Q3整流,并由并联电容器C8、C9和C10滤波。开关瞬态期间会产生辐射EMI的高频振铃通过RCD缓冲器R11、C5和D2减小。
输出效率曲线