GaN FET和ACF PWM控制器实现65W USB Type-C PD充电器
gan晶体管拥有开关速度快、效率高等优势，本方案结合transphorm公司的gan fet和士兰微电子的有源钳位反激式（acf）pwm控制器，实现了94.5%的峰值效率和30w/in3的无封装功率密度，用于笔记本电脑、平板电脑、智能手机和其他终端设备的电源供电。
图1.65w usb type--c电源充电器
方案介绍 本方案结合transphorm的supergan第四代平台（gen iv）与士兰微电子的有源钳位反激式（acf）pwm控制器，实现了开放式架构的65w usb type-c pd充电器，性能超过了目前使用硅mosfet或e-mode gan晶体管的同类解决方案，而且体积更小。主要性能如下：
输入电压：90-265vac
输出电压：5v、9v、15v、20v
最大输出功率：65w
输出端头：usb type-c pd
效率：》94％
图2. 65w usb type--c power delivery（pd）充电器电路图
输入保护方面，方案采用了一个慢动作（slow-acting）输入保险丝f1，保护下行元器件破坏性失效情况的发生；压敏电阻rv1用来吸收来自电源线的突波并减少来自下行元件的电压过冲，ntc热敏电阻用于浪涌电流保护。
为了满足en55022标准并保留足够裕量，方案采用了由c１电容器、共模扼流圈l１、变压器t１组成的emi滤波器电路。
方案采用sz1130全集成有源钳位反激控制器提供全面故障保护，包括输入欠压停止(uvlo)保护、输入过压停止(ovlo)保护、内部过温保护(otp)、外部过温保护(otp)、峰值电流限制(pcl)、过功率保护n(opp)、输出短路保护(osc)等。
芯齐齐bom分析 方案bom表元器件总数131个，包括来自transphorm公司的tp65h300g4lsg supergan fet，来自士兰微电子的sz1130有源钳位反激控制器。
芯齐齐bom分析工具显示，supergan fet采用pqfn88封装，是具有顶级栅极坚固性的650v 240mω器件。不同于增强型（e-mode）器件，gan fet不需要额外的偏置轨或电平转换器等保护性外部电路——这一优势可以提高效率。这些特性和其他功能进一步提高了适配器系统的整体功率密度，并降低材料清单（bom）成本。
图3. tdadp-sil-usbc-65w-rd bill of materials (bom)
sz1130是全集成acf pwm控制器，将自适应数字pwm控制器、有源钳位fet、有源钳位栅极驱动器和uhv启动稳压器集于一体。与其他准谐振（qr）控制器方案相比，sz1130性能更高，设计简单，pcb占位小。
wt6633p是来自的usb pd控制芯片，采用qfn-16封装，通过了高通quick charge 4和quick charge 4+测试认证。该芯片内建稳压器，工作电压3-24v，支持pps规格，用于包含笔电、2合1装置、平板及智能手机在内的usb type-c产品电源供应器，以及usb type-c周边配件如车充、行动电源、延长线、连结基座与dongle。
电容器中，电路标号c10采用0805规格的150pf 200v npo电容器，c1为220nf的x２类陶瓷安规电容器，c5、c6、c20为560uf 20%的引线型铝电解电容器，c21为68uf 80v 20%引线型铝电解电容器，c33为47uf 20% 16v的径向引线铝电解电容器，其余全部采用x7r mlcc。
除了共模扼流圈l１和电源变压器l２要按照按要求定制，其他元器件均为标准品，可按照bom表中的料号选购或从硬之城（allchips）一站购齐。
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输入电压：90-265vac
输出电压：5v、9v、15v、20v
最大输出功率：65w
输出端头：usb type-c pd
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为了满足en55022标准并保留足够裕量，方案采用了由c１电容器、共模扼流圈l１、变压器t１组成的emi滤波器电路。
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图3. tdadp-sil-usbc-65w-rd bill of materials (bom)
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电容器中，电路标号c10采用0805规格的150pf 200v npo电容器，c1为220nf的x２类陶瓷安规电容器，c5、c6、c20为560uf 20%的引线型铝电解电容器，c21为68uf 80v 20%引线型铝电解电容器，c33为47uf 20% 16v的径向引线铝电解电容器，其余全部采用x7r mlcc。
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