英飞凌混合反激技术在高功率高效率 PD 中的应用
英飞凌 HFB (Hybrid-flyback) 架构，即混合反激架构，是实现高功率密度，高性价比开关电源的最具优势的拓扑结构。本文主要介绍开发混合反激技术的必要性、英飞凌混合反激技术的优势，以及英飞凌相关混合反激控制器产品的功能特征。
开发混合反激式技术的原因
开发混合反激式技术主要有两大原因，其一为：向 USB-C 供电世界迈进。随着各大应用领域电池供电设备的激增，USB-C 越来越成为设备充电和供电的首选通用标准，其正逐渐成为市场主流。英飞凌 USB-C PD 充电器以优化终端用户体验为主要目标，旨在提供紧凑型高功率充电解决方案，以提升充电速度和效率。下图 (图1) 为 USB-C 供电技术的主要优点：
原因之二为：USB Power Delivery 扩展功率范围 (USB-PD EPR)，即混合反激式技术开发后，可支持宽输出电压 (3.3V-48V) 和高功率的电源 (240W)。
混合反激技术优势：DC-DC 拓扑比较
下图 (图2) 为几种电源拓扑技术的对比，从图中可以看出混合反激具有以下优势：
- 混合反激控制器结合了传统简化的反激拓扑结构和谐振变换器的性能，通过使用两个高压 MOSFET，例如 CoolMOSTM。混合反激 XDPS22xx 控制器能够在不对称半桥反激拓扑中驱动高压侧和低压侧 MOSFET，从而减少开关损耗。
- 通过调节正负磁化电流的方法，可以在初级实现零电压开关 (ZVS) 和次级实现零电流开关 (ZCS)，提高效率。
- 变压器漏感能量被回收，更进一步提高效率。
半桥控制器和 LLC 控制器比较
下表 (表1) 为混合反激控制器和 LLC 控制器产品性能比较：
| HFB(XDP2222) | LLC (ICE1HS01G/ICE2HS01G) | |
| 宽输入范围 | 支持 | 不支持 |
| 次级侧整流 | 单二极管或 SR MOSFET | 双二极管或 SR MOSFET |
| SR MOSFET 击穿电压 | ≥150V | ≥40V，针对输出电压为 12V |
| 推荐功率范围 | <300W | >150W |
| 推荐设计 | 单路输出，输出电压可变 | 单路或多路输出，输出电压固定 |
| 目标应用 | USB-PD 充电器 | 用于音频、电视、PC 电源、服务器电源和工业电源的 SMPS |
表1 半桥控制器和 LLC 控制器产品性能比较
英飞凌混合反激控制器典型产品及功能
接下来为大家介绍英飞凌两款混合反激控制器产品：
XDPS2221
XDPS2221 是一种多模式、数字可配置的混合反激控制器，高度集成一个 600V 高压启动单元和一个集成的高压侧驱动器，便于设计和降低成本。其保护功能十分全面，包括电路开启和关闭控制，两级过电流保护，输出过压保护，输出欠压保护和通过外部 NTC 控制过热，以增加系统的稳定性。如下图 (图3) 为其典型应用和主要特征：
下图 (图4)、(图5) 分别为 XDPS2221 140W DEMO 及其在 Type-C 连接器上测量的平均效率：
XDPS2222
XDPS2222 是一款高度集成的器件，在 XDP2221 的基础上新增了支持额外的输出电压范围，MFIO 开关取决于输出电压，目前支持 PD 输出到 48V，另外也是整合了 PFC 升压和混合反激式 (HFB) (文献中为不对称半桥) 转换功能。高度的集成能够实现两个转换器无缝协同工作和最佳控制，提供一流的性能。下图 (图6) 为其典型应用和主要特征：
XDPS222 240W DEMO 及其在 Type-C 连接器上测量的平均效率如下图 (图7)、(图8) 所示：
总结
本文主要介绍了开发混合反激技术的必要性、英飞凌混合反激技术的优势，以及英飞凌相关混合反激控制器产品的功能特征。欲了解更多技术细节和英飞凌相关产品信息，您可以点击下方「联系我们」，提交您的需求，澳门人巴黎人1797公司愿意为您提供更详细的技术解答。