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。
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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。
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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。
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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。
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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)。
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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。
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