45W QR USB PD适配器参考设计解析：EVLVIPGAN50PD

作为电子工程师，在设计AC - DC智能充电器时，一款优秀的参考设计能够为我们提供极大的便利。今天，就来深入剖析基于VIPERGAN50和STUSB4761的45W QR USB PD适配器参考设计——EVLVIPGAN50PD。

文件下载：EVLVIPGAN50PD.pdf

产品概述

关键产品

EVLVIPGAN50PD参考设计主要涉及以下几款关键产品：

• VIPERGAN50：这是一款具备650V GAN功率的节能离线高压转换器，来自VIPerPlus系列，其内部集成了650V HEMT Power GaN晶体管，专为准谐振反激式转换器设计，能够在宽范围内提供高达50W的输出功率。
• STUSB4761：独立的USB PD控制器（集成CC/CV），它提供了完整的硬件USB PD堆栈优势，能够按照USB PD标准进行稳健、确定且安全的协商。
• SRK1001：用于反激式转换器的自适应同步整流控制器，在二次侧使用它可以提高系统效率。

应用场景

该设计适用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑和其他手持设备的AC - DC智能充电器。

产品特性

输入输出参数

• 输入电压范围：通用交流输入，电压范围为90至264VAC，频率为47Hz至63Hz。
• 输出电压：支持5V、9V、12V、15V和20V五种输出电压。
• 输出电流：在5V、9V、12V、15V输出时为3A；在20V输出时为2.25A。
• 最大输出功率：45W。

效率与标准

该适配器满足CoC Tier 2和DoE Level 6效率要求，效率大于92%。同时，它支持USB - PD和Type C输出连接器，并符合IEC55022 Class B传导EMI标准。

设计原理

一次侧设计

一次侧采用VIPERGAN50作为离线高压转换器，利用其650V HEMT Power GaN晶体管的优势，实现准谐振反激式转换，为整个系统提供稳定的输入转换。

二次侧设计

• 整流部分：为了提高系统效率，二次侧的整流采用SRK1001自适应同步整流控制器，能够更高效地将交流电转换为直流电。
• 控制部分：CC/CV调节环路和USB Type - C® PD接口基于STUSB4761控制器。该控制器不仅能驱动功率调节阶段，还能确保USB PD接口的稳定运行，实现与设备的安全协商。

保护机制

评估板实现了强大的保护功能，包括输出过压、输出欠压、输出过功率和输出短路保护，保障了适配器的可靠性和稳定性。

电气特性

输入参数	符号	参数	测试条件	Min. Nom. Max.	单位
输入线电压	VIN			90 115 / 230 264	Vrms
输入线频率	fLINE			47 50 / 60 63	Hz
无负载输入功率 - 5V输出	PSTBY			40	mW
无负载输入功率 - 9V输出	PSTBY		60	mW
无负载输入功率 - 12V输出	PSTBY			80	mW
无负载输入功率 - 15V输出	PSTBY			100	mW
无负载输入功率 - 20V输出	PSTBY			140	mW

输出参数 - 5V设置
		VIN = 90VRMS ~ 264VRMS
输出电压	Vout	IOUT = 0A ~ 3A	5	V
输出电流	Iout		0 3	A

（其他输出电压设置的电气特性表格省略，可参考原文）

效率表现

该设计提供了在115Vac和230Vac下的效率曲线（图3和图4），通过这些曲线我们可以直观地了解适配器在不同输入电压下的效率表现。这对于我们评估适配器在不同电网环境下的性能非常有帮助。

总结

EVLVIPGAN50PD 45W USB Type - C Power Delivery 3.0适配器参考设计，基于意法半导体的半导体器件，为设计师提供了一个简洁的物料清单，有助于实现经济高效且快速的设计。在实际应用中，我们可以根据这些特性和原理，灵活调整设计参数，以满足不同设备的充电需求。各位工程师朋友们，你们在设计类似适配器时，会重点关注哪些方面呢？欢迎在评论区交流分享。