本帖最后由 happypcb 于 2023-10-30 21:29 编辑
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一、方案名称 USB PD 20W充电器设计方案
二、方案简述 此方案是采用InnoSwitch3-Pro离线式恒压/恒流/恒功率准谐振反激式开关IC，实现20WUSB PD充电器电源设计，其中MCU部分可以自行选择，通过I2C协议编程实现与InnoSwitch3-Pro的通讯设计。主要是应用在USB type-C充电器电源中。
三、电源规格 拓扑结构：反激式 输入：交流默认值AC85-265V 50HZ 输出：USB PD 20W（5.0V-3A、9.0V-2.22A）
四、原理图设计
五、PCB设计 PCB的设计要求PI Expert中也给出了： 1 最大化源极区以利于散热 2 可选Y电容连接到初级侧另外的大容量电容干线，实现雷击保护 3 漏极和箝位环路应尽量短；使漏极元件远离初级旁路和输入欠压/过压引脚电路 4 BPP和BPS电容应靠近IC 5 6.4 mm放电针间隙。具有充足爬电距离的火花隙有助于通过Y电容等保护元件避开在静电放电(ESD)时产生的破坏性能量。 6 IS-GND检测电阻应靠近IC 7 将电压引脚检测电阻靠近电压引脚放置 8 将正激引脚检测电阻靠近IC 9 输出SF FET和输出滤波电容回路应尽量短
六、变压器设计 绕组参数与变压器的结构图：
七、设计评估： 损耗百分比图：
八、软件编程设计 通过软件编程指南可以通过I2C接口实现对InnoSwitch3-Pro的数字控制。 以下是部分编程示例： Voltage Increment Process
//Voltage Increase Routine
if(bVoltIncrease)
{
//Initial Command Sequence
if(!bControlFlag_Increase)
{
I2C_Write16(INNO3PRO_ADDRESS ,INNO3PRO_OVA ,u8_Buffer_OVA ,WR_WORD);
I2C_Write16(INNO3PRO_ADDRESS ,INNO3PRO_CV ,u8_Buffer_CV ,WR_WORD);
bControlFlag_Increase = true;
}
if(bControlFlag_Increase)
{
//Check If Vout already reached 90% of the desired Set Point
//if(Inno3Pro_Read_Volts() >(Inno3Pro_Get_Register_CV()*0.9))
{
//UVA must be written only after New Voltage Setpoint was reached, UVA is Fixed to 3V
I2C_Write16(INNO3PRO_ADDRESS ,INNO3PRO_UVA ,u8_Buffer_UVA ,WR_WORD);
//New Set Point Was Reached
bVoutIncOk = true;
bControlFlag_Increase = false;
}
}
//Return Increment Voltage Status
return bVoutIncOk;
}
Voltage Decrement Process
else //Voltage Decrease Routine
{
// UVA is Fixed to 3V
I2C_Write16(INNO3PRO_ADDRESS ,INNO3PRO_UVA ,u8_Buffer_UVA ,WR_WORD);
I2C_Write16(INNO3PRO_ADDRESS ,INNO3PRO_CV ,u8_Buffer_CV ,WR_WORD);
// Immediately Executed after CV
// Turn on Bleeder
Inno3Pro_Bleeder_Enable(true);
Do
{
bVout10pct_Flag = Inno3Pro_Read_Status_Vout10pct();
} while (bVout10pct_Flag == true);
//Disable Bleeder
Inno3Pro_Bleeder_Enable(false);
//OVA must be after Bleeder Turn Off to avoid OVP trigger
I2C_Write16(INNO3PRO_ADDRESS ,INNO3PRO_OVA ,u8_Buffer_OVA ,WR_WORD);
//New Set Point Was Reached
bVoutDecOk = true;
}
//Return Decrement Voltage Status
return bVoutDecOk;
}
SCH.pdf
(167.09 KB)
PCB图：
PCB.pdf
(231.55 KB)
BOM单：
BOM.pdf
(219.48 KB)
编程指南：
an-74_innoswitch3-pro_programming_manual.pdf
(1.88 MB)
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