在大功率USB-C电源适配器中,PFC+HFB两级功率转换架构能够兼顾功率因数校正、转换效率及功率密度。
不过,两级电路需要分别完成升压控制和隔离式功率转换,对控制芯片的集成度以及功率器件之间的配合提出了更高要求。
芯片案例近期通过专业拆解了解到,联想150W多口USB-C氮化镓电源适配器采用了英飞凌XDPS2BF11 PFC+HFB二合一控制器,将PFC升压和HFB混合反激两级控制功能集成于单颗芯片中,配合氮化镓功率器件实现高效功率转换,为适配器缩减外围电路、优化内部布局及提升功率密度提供支持。
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英飞凌XDPS2BF11实现PFC与HFB两级集成控制
联想这款150W多口USB-C氮化镓电源适配器型号为MCFX150A3,配备三个USB-C接口,其中USB-C1和USB-C2均支持最高140W输出,USB-C3支持最高65W输出,三口同时使用时可实现150W智能功率分配,满足笔记本电脑、平板电脑及手机等设备的充电需求。
从内部电路来看,这款适配器采用PFC+HFB两级功率转换架构,核心控制器为英飞凌XDPS2BF11。
该芯片属于定制型号,采用DSO-14封装,内部集成PFC控制器与HFB控制器,负责前级升压和后级隔离式功率转换的控制。
在前级PFC电路中,XDPS2BF11配合英飞凌IGL65R080D2氮化镓功率管、升压电感及整流二极管完成升压转换。
通过控制开关管的导通与关断,调节输入电流波形,提高功率因数,并在输出侧建立高压直流母线。
其中,IGL65R080D2属于英飞凌CoolGaN G5系列,耐压650V,典型导通电阻80mΩ,具有低导通损耗和高速开关等特点。配合XDPS2BF11的PFC控制功能,有助于减小前级功率转换损耗,提高电源工作效率。
完成PFC升压后,电能进入后级HFB混合反激电路。XDPS2BF11通过HFB控制功能管理半桥功率级的开关工作,配合变压器完成隔离式功率转换,再经次级同步整流和滤波,为后续输出电路提供直流电源。
在HFB功率级中,适配器采用英飞凌IGI65D1414A氮化镓半桥器件,内部集成两颗耐压650V、导通电阻140mΩ的增强型氮化镓功率管。该器件将两颗开关管集成在单个封装中,能够简化半桥功率级的布局,配合HFB拓扑的软开关设计特点,为降低开关损耗和提高转换效率提供支持。
相比采用独立PFC与HFB控制器的传统方案,英飞凌XDPS2BF11将两级控制功能集成于单颗芯片中,有助于减少控制芯片数量及部分外围元件,简化电路设计,同时为前后级功率转换的协调控制提供便利。
对于150W多口USB-C电源适配器而言,内部不仅需要布置PFC升压、HFB隔离转换及同步整流电路,还需要为三个USB-C接口配置相应的降压和协议控制电路。采用高集成度的PFC+HFB控制器,有助于节省初级侧PCB空间,为其他功率器件及散热结构留出更多布局余量。
此外,XDPS2BF11搭配英飞凌CoolGaN功率器件,能够发挥氮化镓高速开关、低损耗等技术特点,为电源实现高效率和高功率密度设计提供支持。
总结
英飞凌XDPS2BF11在这款150W多口USB-C氮化镓电源适配器中承担着两级功率转换的核心控制任务。
该芯片集成PFC与HFB控制功能,前级配合IGL65R080D2氮化镓功率管完成升压和功率因数校正,后级搭配IGI65D1414A氮化镓半桥器件实现隔离式功率转换,为整机稳定供电提供支持。
这款控制器采用二合一集成设计,减少了两级功率转换所需的独立控制芯片数量,有助于简化外围电路及PCB布局。结合氮化镓功率器件的低损耗和高速开关优势,为150W多口快充电源兼顾转换效率、散热表现和小体积提供了支持。


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