兼顧大功率和高能效：這款WAYON維安無(wú)橋240W電源模塊方案 了解一下！方案設(shè)計(jì)代理商KOYUELEC光與電子為您提供方案應(yīng)用設(shè)計(jì)服務(wù)！

2021年，USB-IF協(xié)會(huì)推出了USB Type-C線(xiàn)纜和接口標(biāo)準(zhǔn)v2.1版本，更新了有關(guān)供電能力的章節(jié)。USB PD3.1規(guī)范將原來(lái)的USB PD3.0內(nèi)容歸到標(biāo)準(zhǔn)功率范圍（Standard Power Range，簡(jiǎn)稱(chēng)SPR）里面，最大功率保持100W不變，同時(shí)增加了擴(kuò)展功率范圍（Extended Power Range，簡(jiǎn)稱(chēng)EPR），最大功率由100W擴(kuò)展到240W。

為幫忙客戶(hù)縮短研發(fā)周期，維安（WAYON）推出一款240W電源參考設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)支持100-240Vac~50/60Hz寬范圍電壓輸入，20V輸出，最大電流12A，滿(mǎn)載效率≥96.5%，輸出電壓紋波＜300mV，外形尺寸僅105mm*58mm*22mm。適用于適配器、POE供電、高功率密度工業(yè)電源、電動(dòng)工具充電器和服務(wù)器電源模塊等應(yīng)用。

圖1 維安240W無(wú)橋方案PCB 正面

圖2 維安240W無(wú)橋方案PCB 背面

圖3 維安240W無(wú)橋方案拓?fù)淇蚣?/p>

維安240W 電源方案關(guān)鍵參數(shù)

該方案相比圖4標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)橋FPC結(jié)構(gòu)，具有如下特點(diǎn)：

1、D1 D2 作為旁路橋臂，在正常工況同樣需要整流橋，將D1 D2 D3 D4使用LOW VF整流橋，省去低頻橋臂的MOSFET。

2、高頻橋臂開(kāi)關(guān)過(guò)程中，同步側(cè)GaN在正弦交流電壓低時(shí)，驅(qū)動(dòng)并非全周期工作，這會(huì)導(dǎo)致GaN多余發(fā)熱外并SiC SBD后，正溫度SiC SBD對(duì)GaN做主動(dòng)熱均衡，并充當(dāng)GaN的全旁路器件。

3、可省去兩顆低阻值的SJ MOSFET和一路驅(qū)動(dòng)，同時(shí)將GaN器件使用性?xún)r(jià)比更高的100mΩ，650V ，并外并兩顆3A SiC，等效常規(guī)PFC。相比傳統(tǒng)無(wú)橋PFC結(jié)構(gòu)，成本整體降低明顯（約10-15RMB)。

圖4 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的無(wú)橋PFC 拓?fù)?/p>

圖5 維安無(wú)橋省去低頻橋臂的MOS

能效測(cè)試

維安240W電源方案整機(jī)能效對(duì)比市面上普通硅 MOS產(chǎn)品，半載效率下提高明顯，在滿(mǎn)載條件下達(dá)到超過(guò)96.5%效率，和使用SJ MOSFET傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的無(wú)橋PFC效率相當(dāng)。但相比SJ MOSFET +70mΩ GaN器件無(wú)橋拓?fù)洌S安優(yōu)化的無(wú)橋PFC成本優(yōu)勢(shì)突出。

溫升測(cè)試

上圖為維安240W電源方案在無(wú)散熱片情況下，25℃環(huán)境溫度下 115V/60Hz裸機(jī)連續(xù)運(yùn)行2小時(shí)的熱成像圖。可以看出，由于高效率拓?fù)湓O(shè)計(jì)和搭配維安優(yōu)異性能器件，240W電源方案背面的實(shí)測(cè)最大溫度僅為77.4℃。

維安在豐富的功率器件產(chǎn)品線(xiàn)基礎(chǔ)上，深度結(jié)合專(zhuān)業(yè)的功率半導(dǎo)體方案研發(fā)團(tuán)隊(duì)，可以快速推出自主設(shè)計(jì)、性?xún)r(jià)比優(yōu)異的整機(jī)方案。

審核編輯黃昊宇