为为Type-C连接器传输开发优化的电源适配器连接器传输开发优化的电源适配器
作者:安森美半导体战略营销总监Yong Ang通用串行总线(USB)规格的迭代版本USB 3.1第2代有望改变IT、消
费、工业及通用嵌入式电子设备交换数据和供电的方式。再加之Type-C连接器,它就能够替代许多其它形式的
有线连接,而且它已经在便携式消费设备领域呈现迅速增长之趋。 这可能与该规格的供电(PD)方面为相
关。随着Type-C连接器用于更多设备,用户对供电潜能的意识也将会增加。 短期内,预计USB-PD将在离
线电源适配器中得以实施,且有可能用于高端笔记本电脑,这也符合提供更高电源转换能效的趋势。预计至
2020年,约半数笔记本电脑适配器都将采用USB-PD。制造商还希望能够优化电器的
作者:安森美安森美半导体战略营销总监Yong Ang
通用串行总线(USB)规格的迭代版本USB 3.1第2代有望改变IT、消费、工业及通用嵌入式电子设备交换数据和供电的方式。再
加之Type-C连接器,它就能够替代许多其它形式的有线连接,而且它已经在便携式消费设备领域呈现迅速增长之趋。
这可能与该规格的供电(PD)方面为相关。随着Type-C连接器用于更多设备,用户对供电潜能的意识也将会增加。
短期内,预计USB-PD将在离线电源适配器中得以实施,且有可能用于高端笔记本电脑,这也符合提供更高电源转换能效
的趋势。预计至2020年,约半数笔记本电脑适配器都将采用USB-PD。制造商还希望能够优化电器的电源适配器,这可能意味
着输出功率在27至100W之间,这也会影响设计。因此如果制造商要生产各种不同输出功率水平的适配器,能够提供设计灵活
性的单一方案将成为。
电源转换的挑战
从交流(AC)转到直流(DC)涉及到转换,且不可避免地会造成相关损耗,半导体行业一直在努力减少这样的损耗。当
前存在许多电源转换拓扑结构,一般而言,当将成本视为主要问题且能效并不太重要时,可采用初级端稳压(PSR)反激拓
扑结构,特别是当输出功率要求相对较低且无需严格的输出电压稳压时。当需要更高输出功率时,为获得更高的能效和更佳的
性能,通常次级端稳压(SSR)准谐振(QR)反激拓扑结构。
在主电源变压器之后进行的此形式的输出整流,一直用二极管作为开关(图1),然而这也有能效问题,主要是由于在二
极管的PN结上经历了正向压降。这通常约为0.7 V,尽管通常采用肖特基二极管可将压降降至更接近0.3 V,但这仍是损耗。
图1:次级端采用二极管整流的经典反激式固定输出电压电源转换方案
现代高功率密度USB-PD适配器如今通过采用低导通电阻MOSFET来避免二极管相关损耗(图2)。