USB电源适配器的设计方案

目前行业内，USB电源适配器的功率等级已经达到100W，通常应用在笔记本电脑、显示器和DLP电影投影仪等消费类产品上。

USB电源适配器通常采用LLC或者QR准谐振反激作为其隔离DC/DC的拓扑方案。LLC的好处在于其能够实现功率开关管的软开关，但是由于较窄的增益限制了在宽输出电压场合的应用。QR反激工作在电流断续模态，在全输出电压范围内也无法达到全软开关，而且变压器漏感的能量消耗限制了在实际应用中的开关频率。这些问题都阻碍了高功率密度、小体积电源适配器的进一步发展。

有源钳位反激(ACF)是一种新型谐振拓扑，克服了上述问题。不像QR，ACF能够吸收利用漏感能量实现软开关，临界模式的ACF能够用小电感实现全负载范围内的零电压开通，并且副边整流输出二极管也能够实现零电流关断，降低了反向恢复损耗，改善了电气性能。这些优点使得高频高效的电源适配器成为可能。

目前行业内电源适配器通常采用前端PFC预稳压，后级ACF隔离DC/DC结构，下图就是一个典型设计案例。

这个案例的最大亮点就是其超高的功率密度-30W/in3，无外壳。首先临界模式的ACF提高了开关频率，使得RM8以及更小的磁芯得到应用。并且超高的转换效率无需散热器，节省了空间进一步提升了功率密度。

另外一个关键点是其高效率。TI的UCC28780使得原边开关管零电压开通，副边整流二极管零电流关断。次级谐振降低了原边电流的RMS有效值，改善了同步整流的实施。在实际中，GaN由于优良的器件特性在原边侧被应用，效率得到了进一步的提升。下图就是实际AC/DC适配器的效率曲线。

综上，在实际的USB电源适配器中，该设计方案已经成为业界首选，使得适配器更加高效，更加便携。