Este documento trata sobre el cargador USB Type-C y USB PD con salida de 15 V / 3 A, 9 V / 3 A y 5 V / 3 A mediante InnoSwitch3-CP INN3268C y el controlador Cypress CYPD2134 Type-C USB PD Un informe de ingeniería descriptivo . Este diseño demuestra la alta densidad de potencia y la eficiencia que se puede lograr gracias al alto nivel de integración del controlador InnoSwitch3-CP, que proporciona un rendimiento excepcional.
Filtrado EMI de entrada
Los choques de modo común L1 y L2 atenúan EMI. Los puentes rectificadores BR1 y BR2 rectifican el voltaje de línea de CA para proporcionar CC rectificada de onda completa. El termistor RT1 limita la corriente de irrupción cuando la fuente de alimentación está conectada a la alimentación de CA entrante. El fusible F1 proporciona aislamiento del circuito y protección contra fallas de los componentes.
Circuito integrado InnoSwitch primario
Un extremo del primario del transformador está conectado al bus de CC rectificado. El otro está conectado al terminal de drenaje del MOSFET dentro del InnoSwitch3-CP IC (U1). Una abrazadera RCD de bajo costo que consiste en el diodo D1, las resistencias R2 y R5 y el capacitor C4 limita el voltaje máximo de drenaje de U1 en el momento en que se apaga el MOSFET dentro de U1. La abrazadera ayuda a disipar la energía almacenada en la reactancia de fuga del transformador T1.
Cuando se aplica CA por primera vez, el IC se iniciará automáticamente y usará una fuente de corriente interna de alto voltaje para cargar el capacitor de clavija BPP (C15). Durante el funcionamiento normal, el bloque primario se alimenta del devanado auxiliar del transformador T1. La salida del devanado auxiliar (o polarizado) se rectifica con el diodo D3 y se filtra con el condensador C14. En un convertidor flyback, la salida del devanado auxiliar sigue el voltaje de salida del convertidor.
InnoSwitch IC Secundario
El lado secundario del InnoSwitch3-CP IC proporciona voltaje de salida, detección de corriente de salida y control a un MOSFET que proporciona rectificación síncrona. El secundario del transformador es rectificado por MOSFET Q3 y filtrado por capacitores C6 y C7. La compuerta de Q3 es activada por el controlador del lado secundario en el IC U1 en función del voltaje del devanado detectado a través de la resistencia R13 y suministrado al pin FWD del IC. En la operación en modo de conducción continua, el MOSFET se apaga justo antes de que el lado secundario ordene un nuevo ciclo de conmutación desde el lado primario. En la operación en modo continuo o discontinuo, el MOSFET de potencia se apaga cuando la caída de voltaje en el MOSFET cae por debajo del umbral.
El lado secundario del IC se autoalimenta con el voltaje directo del devanado secundario o el voltaje de salida. El condensador C10 conectado al pin BPS de InnoSwitch-CP IC U1 proporciona desacoplamiento para el circuito interno. Cuando el voltaje de salida cae durante la operación CC, el dispositivo extraerá energía directamente del devanado secundario. Durante el tiempo de encendido del MOSFET de potencia del lado primario, el voltaje directo que aparece en el devanado secundario se usa para cargar el capacitor de desacoplamiento C10 a través de la resistencia R13 y el regulador interno.
La corriente de salida se detecta al monitorear la caída de voltaje a través de la resistencia R21 entre los pines IS y GND, y se establece un umbral de aproximadamente 35 mV para reducir las pérdidas. Cuando se excede el umbral de detección de corriente interna, el dispositivo ajusta el número de pulsos de conmutación para mantener una corriente de salida fija. Por debajo del umbral de CC, el dispositivo funciona en modo de voltaje constante. El voltaje de salida se regula para lograr un voltaje de 1.265 V en el pin FB. El condensador C11 proporciona filtrado de ruido de la señal en el pin FB.