支持 2436V 锂离子电池组应用英飞凌 XDPS2201 参考设计方案解析球王会

　　球王会英飞凌是 USB PD3.1 协议的制定者，可以提供快充半导体器件的一站式供应球王会球王会，满足不同功率的快充充电器设计。英飞凌具有氮化镓，氮化镓集成芯片和 CoolMOS 在内的多种开关器件，以及对应的开关电源控制器等产品。最近收购了赛普拉斯和 GaN Systems，进一步拓展业务范围，加强了快充和无线充电方面的竞争力。

　　充电头网拿到了英飞凌推出的一款 170W 电池充电器的参考设计，这款参考设计为单级混合反激架构，支持 24V～36V 锂离子电池组应用。这款参考设计采用同步整流，提升了系统效率，和以往拆解的电瓶车充电器相比，没有设计大面积散热片与散热风扇，可以实现全密封的外壳设计。下面就带来这款充电器的拆解，看看设计和用料情况。

　　src=英飞凌XDPS2201 170W 参考设计无 PFC 电路，设计方面更加简单，同时可以减低系统成本，方案支持 198-264V~50/60Hz 宽电压输入，满载效率＞95%@230VAC。得益于非常高的系统效率，DEMO 器件设计上无需散热片，只要留有一定间隙即可满足温度要求。

　　在对这款参考设计的外观及参数有了基本了解后，下面就对这款参考设计进行详细解析，一起来看看设计和用料如何。

　　src=PCBA 模块正面一览，左侧为交流输入端，焊接压线端子，保险丝，压敏电阻。右侧焊接安规 X2 电容，共模电感和整流桥。依次焊接高压滤波电容，开关管。在底部焊接辅助电源小板，右侧焊接输出接线端子和控制端子。

　　src=背面焊接初级混合反激主控芯片 XDPS2201球王会，反馈光耦，同步整流控制器，同步整流管和运放芯片。这款参考设计初次级绝缘间距充分球王会，元器件布局稀疏，功率器件设置在 PCB 边缘，便于外置散热片，提升散热效果。

　　src=高压滤波电容来自红宝石，规格为 56 μ F 400V，三颗并联。

　　src=初级控制器来自英飞凌，型号为 XPDS2201，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。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。

　　src=为主控芯片供电的滤波电容来自 WE 伍尔特，规格为 47 μ F35V。

　　src=同步整流控制器来自 MPS，丝印 IBUJN，实际型号为 MP6951，为 MPS 最新推出的一款同步整流控制器，支持 DCM，CCM，QR，ZVS 工作模式，还支持 ACF 主动钳位反激和 HFB 混合反激，工作频率可达 1MHz，支持驱动氮化镓同步整流管，支持高侧和低侧应用，采用 TSOT23-6 封装。

　　src=运放来自 TI 德州仪器，型号 TLV9102，是一颗轨对轨输入输出的低功耗双运放，用于输出恒压恒流控制。

　　src=控制电源采用英飞凌 ICE5AR4770AG CoolSET 初级主控芯片，芯片内部集成 700V 耐压开关管，采用数字控制，待机功耗低于 100mW。

　　src=两颗伍尔特高压电容用于输入滤波，规格为 4.7 μ F400V球王会。

　　src=输出滤波电容来自伍尔特，规格为 820 μ F 6.3V，固态贴片电容。

　　英飞凌这款充电器参考设计最大输出功率为 170W，支持为 24V 和 36V 锂离子电池组充电。得益于使用混合反激架构，电路效率更高，相比传统的电动车充电器，无需散热风扇和散热片。可以使用密封外壳，像适配器一样使用。

　　这款参考设计由主电源和辅助电源组成，主电源用于为电池充电，辅助电源用于为外置的控制电路供电，进行充电电流和充电截止电压等设置。主电源的控制芯片与辅助电源芯片均来自英飞凌，实现灵活可靠的电源设计。