專(zhuān)為電動(dòng)自行車(chē)打造！PI發(fā)布720W電源參考設(shè)計(jì)RDK-1063

前言

Power Integrations（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：PI）近期推出了一款適用于電動(dòng)自行車(chē)的720W電源參考設(shè)計(jì)方案RDK-1063，該方案完整采用 Boost PFC + 隔離式 LLC 半橋 + 同步整流的主流架構(gòu)，并針對(duì)電池充電應(yīng)用提供 CC/CV 控制能力，覆蓋從低電壓段到滿電電壓段的寬范圍充電需求。接下來(lái)充電頭網(wǎng)將對(duì)這款方案作一個(gè)詳細(xì)解析。

RDK-1063

那么先來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下，據(jù)官方資料顯示，RDK-1063輸入電壓范圍覆蓋170V至280VAC，適用于全球多數(shù)單相交流電網(wǎng)，能夠連續(xù)輸出720W功率，支持26V至60V的寬輸出電壓范圍和最高12A的恒流輸出。這種寬范圍設(shè)計(jì)特別適合48V或60V電池組的充電需求，同時(shí)也可擴(kuò)展至其他需要類(lèi)似功率水平的工業(yè)或消費(fèi)級(jí)設(shè)備。

該方案在滿載條件下效率可達(dá)94.8%至95.2%。這種高效率得益于LLC諧振拓?fù)涞母哳l運(yùn)行，開(kāi)關(guān)頻率最高可達(dá)360 kHz，從而有效減小了磁性元件的體積和整體熱損耗。同時(shí)，功率因數(shù)超過(guò)0.99，輸入電流諧波失真極低，無(wú)負(fù)載輸入功率控制在1.5 W以下，充分滿足國(guó)際能效和綠色電源標(biāo)準(zhǔn)的要求。電壓調(diào)節(jié)精度達(dá)到±1%，電流調(diào)節(jié)精度±5%，確保了充電過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性。

從電路架構(gòu)上看，RDK-1063的核心架構(gòu)由兩級(jí)功率轉(zhuǎn)換組成。前端采用HiperPFS-3（PFS7539L）集成CCM Boost PFC控制器與功率MOSFET，提供穩(wěn)定的385V中間母線電壓。

主 LLC 階段原理圖

后端則基于HiperLCS-2芯片組，包括 LCS7268Z 半橋驅(qū)動(dòng)器和 LSR2000C-H005 同步整流控制器，通過(guò)FluxLink磁感應(yīng)隔離通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的次級(jí)同步整流控制，無(wú)需傳統(tǒng)光耦，從而提升了系統(tǒng)可靠性和響應(yīng)速度。輔助電源部分采用InnoSwitch-3-EP（INN3692C-H606）實(shí)現(xiàn)自偏置啟動(dòng)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。

CV/CC 控制器部分原理圖

在輸出控制方面，RDK-1063提供了靈活的恒壓（CV）和恒流（CC）模式支持。方案內(nèi)置模擬反饋回路，通過(guò)板上可調(diào)電阻設(shè)定固定的CC閾值和CV閾值，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模式切換，即當(dāng)負(fù)載電流需求超過(guò)設(shè)定值時(shí)進(jìn)入恒流模式，達(dá)到電壓閾值后平滑過(guò)渡至恒壓模式。此外，設(shè)計(jì)預(yù)留了外部接口，可通過(guò)連接器接入MCU或CAN通信模塊，利用PWM信號(hào)動(dòng)態(tài)調(diào)整參考電壓，從而支持多階段智能充電算法，滿足從簡(jiǎn)單固定充電到復(fù)雜電池管理系統(tǒng)的多樣化需求。

同時(shí)該方案采用雙層FR4 PCB板，集成垂直安裝的PQ35/35變壓器和底部散熱器，磁性元件使用利茲線繞制，進(jìn)一步縮小了整體體積，使其特別適合小型充電器外殼的集成。保護(hù)功能全面覆蓋輸入過(guò)壓/欠壓、輸出過(guò)壓/過(guò)流/短路、PFC過(guò)流以及X電容快速放電等機(jī)制，確保系統(tǒng)在各種故障條件下的可靠性和安全性。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

RDK-1063是一套成熟且實(shí)用性很強(qiáng)的720 W充電器參考方案。它通過(guò)高效的兩級(jí)拓?fù)洹⑾冗M(jìn)的芯片集成和靈活的控制方式，在有限空間里實(shí)現(xiàn)了95%的滿載效率、極低的待機(jī)功耗以及可靠的CV/CC性能，非常適合電動(dòng)兩輪車(chē)和電動(dòng)工具這類(lèi)對(duì)體積、成本和效率都有嚴(yán)格要求的場(chǎng)景。