随着氮化镓快充的兴起,65W PD充电器的体积缩小了一半左右。氮化镓技术应用在PD快充上,有效的减小了充电器的体积。提高充电器的开关频率,也可以减小变压器的磁性元件体积以及滤波电容的体积,能够减小充电器的体积。但是传统反激的漏感损耗以及开关损耗在高的开关频率下,对充电器的性能影响比较明显。
为此,矽力杰推出了一款零电压开关的反激电源方案,SY5020初级控制器和配套的同步控制器SY5238,SY5020支持谷底开通,搭配SY5238使用时,无需改变BOM和拓扑,可实现MOS管的ZVS开启,能够有效降低MOS管的开关损耗,降低发热,提高反激的转换效率至接近ACF拓扑。
图为矽力杰SY5020+SY5238的65W氮化镓快充参考设计,使用纳微的氮化镓功率芯片,支持PD3.0和PPS输出,在20V输出时,115Vac输入满载效率达到94.18%,230Vac输入满载效率达到94.36%。
矽力杰SY5020是一颗高频QR反激控制器,支持DCM和反激运行模式,内置自适应过电流保护功能,栅极驱动器输出电流可编程,内置150V耐压的LDO用于控制器供电,支持25kHz到500kHz开关频率,内置700V高压启动和X电容放电功能。
SY5020运行在峰值电流模式,支持QR、DCM和Burst三种工作模式。负载较重时工作在QR模式,谷底个数随负载下降而增加;负载较轻时进入DCM模式,通过降低开关频率提高轻载效率;负载继续降低时将进入Burst模式,Burst频率在1kHz以下,优化轻载噪音。
SY5020内置可编程的输出过压,欠压保护、过负载保护、供电过压保护、电流取样电阻短路保护、内部和外部过热保护等丰富的保护功能。器件提供SO8、SSOP9和QFN3*4-10封装,满足不同的应用环境,适用于电源适配器、PD快充和快充适配器等应用。
矽力杰SY5238是一颗用于反激ZVS应用的同步整流控制器,适用于高效率高功率密度快充应用。搭配矽力杰ZVS初级控制器使用,可实现初级开关管的ZVS开启,以减小开关损耗,从而提高系统效率。
SY5238内置自适应栅极驱动电压控制,内置斜率检测防止误开通,DSEN引脚支持130V耐压,可直接检测同步整流管的漏极电压。内置节能模式可提高轻载能效。并支持双通道供电,支持极低输出电压场合应用。
通过使用SY5020+SY5238芯片组合,能够在原有的反激拓扑基础上,不增添任何器件实现初级开关管的ZVS开启,从而降低MOS管上的开关损耗,降低发热并提高效率。通过降低开关损耗,可以有效提高开关频率,缩小器件体积,实现小体积高效率的电源设计。
矽力杰通过创新性的电路设计,使用次级同步整流控制器进行初级开关管的ZVS开启。突破器件本身性能限制,有效降低开关损耗,改善了EMI特性并提高效率。同时,矽力杰全新方案无需对反激拓扑做出改动,就能获得接近ACF拓扑的效率,为反激开关电源带来了创新的解决方案。
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