摘要:在高效能电源转换领域,不对称半桥拓扑凭借其结构简洁、开关损耗低及软开关特性等优势,已成为高密度电源模块、电动汽车充电器和工业电源系统的核心设计方案。作为AHB架构的“大脑”,AHB控制器芯片通过精准的PWM信号控制、动态死区时间调节以及多级保护机制,实现了对功
前言
在高效能电源转换领域,不对称半桥拓扑凭借其结构简洁、开关损耗低及软开关特性等优势,已成为高密度电源模块、电动汽车充电器和工业电源系统的核心设计方案。作为AHB架构的“大脑”,AHB控制器芯片通过精准的PWM信号控制、动态死区时间调节以及多级保护机制,实现了对功率器件的高效驱动与系统可靠性的深度优化。
AHB控制器芯片
AHB拓扑不对称半桥里面的变压器励磁电感和谐振电容器均参与存储能量,与反激式转换器相比,会缩小部分体积;AHB结合了反激变换器及不对称半桥的优点,利用励磁电流实现开关管ZVS的同时,利用谐振电流实现了次级整流二极管ZCS;AHB开关频率限制在相对较小范围,对EMI滤波器的设计十分有益;AHB是适合应用于高功率密度和具有成本效益的拓扑。
排名不分先后,按企业英文首字母顺序排序。
DK东科
东科DK87XXBD
DK87XXBD 是东科半导体全新升级的AHB电源管理芯片,较 DK87XXAD 优化了控制算法和相关参数,具有轻载传导余量大、SR尖峰低、噪音小等优点。
而DK87XXBD系列芯片具体划分为DK8710BD、DK8712BD、DK8715BD及DK8718BD四个子型号,其差异主要体现在导通电阻的不同,适用于不同的功率段。
DK87XXBD 是东科半导体推出的新一代高集成度AC-DC电源管理芯片,采用不对称半桥(AHB)架构,集成了两颗氮化镓功率器件,专为高功率密度、高效率电源系统设计。该芯片通过谐振腔结构实现原边功率管零电压开通和副边整流管零电流关断,在宽负载范围内可将系统效率提升至行业领先水平,同时显著降低开关损耗和电磁干扰。
DK87XXBD最高支持800kHz开关频率,结合内置全程抖频技术,有效分散EMI噪声能量,简化外围滤波电路设计。芯片内置高压启动电路与X电容智能放电模块,支持90-265V宽电压输入范围,待机功耗低于50mW,满足全球能效标准。DK87XXBD通过VS引脚实时监测退磁状态实现精准ZVS控制,结合自适应死区时间调整和四模式负载调节机制,在0-100%负载区间均保持高效运行。
DK8718BD采用DFN8x8封装,适用于快充适配器、笔记本电源、工业电源等高要求场景。保护机制涵盖输入/输出过压、短路、过载、过温等12项保护功能,采用负压采样技术和前沿消隐设计,确保系统可靠性。
Fantastichip梵塔
梵塔FAN6960
FAN6960是一款高度集成的数模混合控制器,内置PFC和AHB Flyback双级控制架构,采用QFN-16封装。其PFC控制器支持CRM/DCM/Burst多模式工作,通过数字环路实现自适应母线电压调节和输入电容电流补偿,显著提升功率因数与效率;AHB Flyback控制器采用峰值电流控制及专利ZVS策略,支持CCM/CRM/QR/Burst模式切换,结合自适应死区控制与频率抖动技术,兼顾高效能与低EMI。芯片集成全面的保护机制,包括输入欠压、输出短路、过温等保护,并可通过UART接口灵活配置保护模式与工作参数。
该芯片专为LCD TVs、PD充电器、LED驱动等高能效场景设计,符合能源之星、DoE等国际能效标准。通过MTP存储和GUI配置工具,可实现系统参数优化与快速开发,在精简外围电路的同时支持半有源桥控制、动态负载响应及轻载Burst降损功能,500kHz高频开关能力进一步缩小系统体积,适用于多功率等级的高密度电源解决方案。
梵塔FAN6166
FAN6166是一款高度集成的数模混合AHB Flyback Combo控制器,内置MTP存储器和UART可编程接口,支持带倍压整流的半桥反激拓扑。该芯片采用峰值电流控制技术,支持CCM/CRM/QR/Burst多模式自动切换工作,通过专利ZVS控制策略和自适应死区优化实现全负载范围的高效运行(最高开关频率500kHz),集成高压启动、X电容放电及半桥驱动电路,显著降低BOM成本。其输出电压幅频自适应调节技术进一步优化系统效率与纹波性能,同时具备原边恒流保护、输入/输出多重保护机制,保护模式可通过GUI灵活配置。
该器件符合全球主流能效标准,适用于适配器、PD充电器和LED驱动等宽输出应用场景。通过智能模式切换与频率抖动技术,在提升轻载效率(空载功耗
梵塔FAN6966
FAN6966是一款高度集成的数模混合控制器,结合PFC(功率因数校正)和AHB Flyback(不对称半桥反激)架构,支持UART接口灵活配置。其PFC采用恒定导通时间控制,支持CRM/DCM/Burst多模式工作,通过自适应母线电压调节、输入电容电流补偿及谷底导通技术,实现高功率因数(PF)与低谐波失真(THD)。AHB Flyback部分集成峰值电流控制,支持CCM/CRM/QR/Burst模式切换,结合专利ZVS(零电压开关)策略和自适应死区控制,优化效率与EMI性能。芯片内置高压启动、X电容放电及多重保护功能,外围电路精简,适用于适配器、LED驱动及PD充电器等场景。
该芯片符合能源之星、DoE及欧盟能效标准,提供全面的保护机制(如过压、过流、短路、过温),并支持
Latch/Hiccup/Auto-Recovery等故障响应模式配置。通过数字环路优化和自适应调节,FAN6966在宽负载范围内实现高效稳定运行,采用SOIC-16封装,显著降低系统成本与设计复杂度,适用于高可靠性的中高功率电源解决方案。
Infineon英飞凌
英飞凌XDPS2201
英飞凌XDPSS2201是一颗数字混合反激控制器,内部集成600V高压启动电路和高低侧MOS驱动。XDPSS2201可自家搭配IGI60F1414A1L半桥氮化镓芯片使用,为客户提供高集成度、高效、高性能、低温升的氮化镓快充解决方案。
XDPSS2201采用峰值电流模式控制,用于快速的负载响应。基于输出电流水平自动切换到突发模式运行,支持初级侧过电压保护,待机功耗<75mW,可通过单引脚UART界面配置参数,采用PG-DSO-14封装,外围元件精简。
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应用案例:
1、拆解报告:安克140W USB PD3.1氮化镓充电器
2、拆解报告:安克150W 3C1A氮化镓充电器
英飞凌XDPS2221
英飞凌新一代的自适应PFC+软开关HFB二合一控制器XDPS2221,将PFC控制器与XDPS2201控制器所具有的HFB强大功能相结合,助力电源厂商打造更加简洁高效紧凑的电源设计。
英飞凌 XDPS2221 支持 PD 3.1 宽幅90~264Vac(47Hz/64Hz)的电压输入,将产品的应用范围扩大;5V-28V的5A输出,输出功率为140W;转换效率在230V时达到了95%以上,115V转换率达到93.5%,满足能效要求,助力绿色能效要求的 PD 电源适配器开发。
基于混合反激的140W USB-PD 3.1 演示板的主控芯片 XDPS2221 将PFC控制器和HFB控制器封装在一起,原边功率器件采用三颗IGLD60R190D1 (190M ohm/8*8GaN) CoolGaN器件,一颗位于PFC GaN的开关管,另外两颗位于 HFB GaN开关管;副边采用SR GaN开关管型号为 ICQ800NLS(100V/3.3mR) USB-PD协议电源IC型号为 CYPD3175 ;使得PCB板的设计尺寸仅为 109.5*28.5*24mm³,功率密度达到22.67W/In³ or 38W/CC 该设计在节省占板面积的同时,带来了显著的性能提升,可以更好适配各种低功率 PD 适配器的应用。
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英飞凌XDPS2222
XDPS2222相比XDPS2221有了诸多升级改进,具有紧凑14脚封装成自适应PFC和软开关混合反激(HFB),支持超宽范围5~48V输出的USB-PD3.1应用,尤其适用于高功率密度快速充电器、笔记本电脑适配器、电动自行车和电动工具等应用。根据输入、输出而自适应调节的PFC功能,能够显著提高平均效率,满足最新的能效标准。HFB混合反激主变换级实现全共况软开关,提供创新性的谐振电容切换功能极大地满足更宽输出电压范围的设计,进一步提高效率。
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JOULWATT杰华特
杰华特JW1556
杰华特JW1556,是一款非对称半桥反激式控制器,采用 QFN 4x4-20封装,适用于离线反激式转换器应用。输入电压范围 2.5-38V,最高工作频率达1.5MHz,支持65-300W快充应用,宽幅的电压和高瓦数的支持,十分适合各种高功率充电器使用。
杰华特 JW1556 可通过单个外置电阻设置工作频率,外围简洁,设计简单。芯片内置软启动功能,支持VIN OVP、VS OVP、SCP、Brown-In/Out、OTP、CS开路和短路保护等多重保护措施,提高电源系统的可靠性,杰华特还可以向充电器厂商提供面向PD 3.1应用的一站式解决方案。
杰华特 JW1556 在重负载下工作在ZVS模式,支持Adaptive ZVS 开关,实现效率最优化。在轻负载下工作在DCM模式,可提供主电源开关和辅助开关两路输出控制,支持高压启动、X电容放电、突发模式控制、可调线路补偿等功能,用来支持充电器各种使用场景和效率最大化。
杰华特 JW1556详细资料。
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2、杰华特发布适合PD3.1应用的高性能不对称半桥控制器JW1556
3、基于AHB拓扑设计,杰华特推出135W氮化镓快充电源方案
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应用案例:
1、拆解报告:倍思130W 2C1A氮化镓充电器
2、内置AHB架构,拆解联想thinkplus口红迷你100W氮化镓充电器
杰华特JW1556B
JW1556B是杰华特针对peak load(峰值功率)优化的型号,支持0-38V更宽输入电压范围,应用在需要1-2倍峰值功率的PC笔记本市场。
杰华特JW1556B很多关键特性与JW1556相同,如采用QFN4x4-20封装,最高工作频率同样是1.5MHz,支持高压启动、X电容放电、突发模式控制、可调线路补偿等功能。
应用案例:
1、拆解报告:联想拯救者140W PD3.1氮化镓快充充电器
On-Bridge昂宝
昂宝OB2792
昂宝 OB2792是一颗AHB控制器,用于零电压开关谐振,正常工作情况下,高侧充电周期为常规峰值电流控制,低侧开通周期由内部自适应控制环路调节。重载下,芯片在连续谐振模式下运行,轻载时进入频率折返模式,实现零电压开关,降低开关损耗。
OB2792支持过压保护,欠压保护,过流保护,开环保护,X电容放电保护,内部和外部过热保护。OB2792旨在提供高效可靠的开关电源解决方案,适用于90W以上的应用场合。
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Richtek立錡
立锜RT7795
RT7795是立锜推出的一款专为非对称半桥(AHB)转换电源设计的控制器芯片,内置625V高压启动器件,输出功率可达300W,支持5-48V输出电压,内置X电容放电,采用连续谐振工作模式,可有效地减少AHB和次级侧同步整流器的功耗损失。此外,RT7795通过专有的抖动方法有效解决潜在的音频噪声问题,将噪声的能量和频率分散。RT7795内置多种保护机制,采用WQFN-24L封装,适用于大功率氮化镓快充电源设计。
除了这款AHB控制器芯片之外,立锜还针对SR、PFC等架构推出了多款芯片。
Leadtrend通嘉
通嘉LD5780
LD5780 是一款针对高频不对称半桥反激(AHB Flyback)拓扑设计的电流模式PWM控制器芯片,适用于于高效开关电源系统。该芯片内置700V高压启动电路,并支持X电容放电功能,内部集成升压电路与低压差线性稳压器,可为外部MOSFET/GaN HEMT驱动器及 PFC 控制器提供稳定供电,进一步简化外围电路设计。
LD5780 具备自适应ZVS调变技术,能自动跟踪实现零电压开关控制,减少了传统电源设计中的开关损失,特别是在中轻载工作条件下,能够有效提升转换效率。此外,LD5780还集成了分组脉宽调变控制技术,支持在中轻载条件下采用CRM+DCM混合模式运行,进一步减少了高频系统切换过程中的损失。
为了提高系统的轻载效率,LD5780还提供了 PFC 控制接口,能够精确调节PFC输出,可动态优化功率因数并降低能量浪费。驱动部分提供±10mA/-25mA TTL兼容的MSW/ASW信号输出,支持高边与低边驱动的灵活配置,适配多种功率器件拓扑。
在电路集成上,LD5780 集成了 Boost 升压电路,很好地解决了 USB PD 3.1 宽电压输出(5 - 48V)应用场景中控制器 IC 的耐压及功耗问题,并且集成 X 电容放电功能,降低了待机功耗。在保护机制方面,LD5780提供全面的多重保护功能,包括输入/输出过压保护、过流保护、过载保护、内部/外部过温保护,以及交流输入欠压/过压检测等。
LD5780 采用SOP-16,适用于开关AC/DC适配器、电池充电器、开放式开关电源及高功率适配器等应用场景。
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充电头网总结
AHB控制器以其在功率密度、效率、成本等方面的优势,逐渐成为了快充产品设计中的主流选择之一。相较于传统的反激结构,AHB架构在能量转换和损耗控制上具有显著的优势,尤其适用于高功率密度和成本效益的应用场景。其在拓扑结构和控制策略上的创新,使得快充产品在实现更高功率输出的同时,也更加高效可靠。
各大厂商都在积极推出各自的AHB控制器产品,这些产品不仅在技术上不断创新,更在实际应用中展现了强大的竞争力。我们看到了AHB控制器产品在单口/多口应用、PD3.1快充等领域的多种应用前景。这些产品不仅提高了电源系统的效率和可靠性,还为电源设计的简化和小型化提供了可能,满足了市场对于高效、紧凑型电源解决方案的需求。未来,随着技术的进一步成熟和市场的不断扩大,AHB架构有望在更多领域展现其独特价值,推动快充产业向更高水平发展。
来源:充电头网