隨著移動設(shè)備的功率需求呈指數(shù)級增長，快充技術(shù)在過去幾年得到了迅猛發(fā)展。在 2020 年末，手機市場如蘋果、小米和三星等開始不再提供手機包裝內(nèi)附送的適配器。這一變化不僅引發(fā)了零件市場適配器的又一波需求熱潮，同時也印證了快充適配器市場的兩大顯著趨勢。

個趨勢是對多端口適配器的需求日益增長。傳統(tǒng)的手機隨附適配器，無論功率大小，通常都只提供單個 USB 端口。當(dāng)不再附送適配器后，傳統(tǒng)的 “一部手機配一個適配器” 的概念便失去了意義，因為客戶開始更傾向于多個 USB 端口設(shè)計的適配器?，F(xiàn)代消費者在日常生活中會使用大量的電子設(shè)備，如手機、平板電腦和筆記本電腦等。無論是在家中還是在旅途中，擁有一個可以同時為多個設(shè)備供電的適配器，無疑是的充電方式。

第二個趨勢是適配器需要適用于超過 100W 的更高功率水平。隨著快充技術(shù)的不斷發(fā)展，大多數(shù)適配器的功率水平也在持續(xù)提高。USB PD 協(xié)議允許高達 20V 的充電電壓和 5A 充電電流。截至目前，考慮到量產(chǎn)成本以及單個便攜式設(shè)備實際充電要求等因素，市場上大多數(shù)產(chǎn)品附送適配器功率仍低于 65W。然而，為多個設(shè)備充電需要更高的功率，許多零件市場的多端口適配器已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的功率限制。而且，由于能夠為更多設(shè)備充電，即使成本有所提高，也變得可以接受。因此，額定功率超過 100W 的大功率適配器正逐步成為主流產(chǎn)品。

對于功率 65W 的適配器，單級反激拓撲一直是常用的解決方案。特別是對于具有寬輸入和輸出電壓范圍的單端口快充適配器而言，反激解決方案無需額外的 DC/DC 功率級即可適應(yīng)多種電壓組合。然而，基于上述兩大趨勢，市場需要快充適配器解決方案進行變革。一方面，大多數(shù)地區(qū)對電源都有強制的功率因數(shù)規(guī)范，當(dāng)額定功率超過一定水平時，需要在前端進行功率因數(shù)校正（PFC）。另一方面，反激解決方案很難滿足 100W 以上應(yīng)用的效率和功率密度要求。

由于多端口適配器要求每個端口都能夠獨立調(diào)節(jié)輸出電壓，因此每個端口必須有自己的 DC/DC 級。這意味著主電源只需提供固定的輸出電壓，無需提供可調(diào)電壓。這使得兩級 PFC + LLC 組合控制器成為更適合多端口大功率適配器的解決方案。LLC 是一種諧振變換器，它可在寬負載范圍內(nèi)實現(xiàn)零電壓開關(guān)（ZVS）。輸入端為 PFC，輸出端為 DC/DC，LLC 解決方案實現(xiàn)了比反激解決方案更高的效率和功率密度。

以 MPS 的 HR1211 為例，它是一款數(shù)字 PFC + LLC combo 控制器，可用于大功率多端口 PD 適配器設(shè)計。該 PFC + LLC combo 控制器是多端口適配器的理想解決方案。HR1211 中的混合控制方案允許 PFC 級的連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）和斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）。在滿載條件下，CCM 降低了傳導(dǎo)損耗（尤其是在低壓線路輸入時）和電感尺寸要求。與此同時，LLC 級通過自適應(yīng)死區(qū)時間追蹤技術(shù)實現(xiàn)了電流控制模式，保證了 ZVS 操作在任何條件下都具有死區(qū)時間，限度地降低了 LLC 變換器的開關(guān)和傳導(dǎo)損耗。這些特性對于實現(xiàn)高效率和高功率密度至關(guān)重要。在具有 3C1A USB 端口的 100W PD 適配器中，從 AC 到 LLC 輸出的滿載效率接近 95%?；诖?，我們可以在非常小的尺寸（76mmx61mmx29mm）下實現(xiàn) 100W 大功率適配器，而且可以輕松控制溫升。在 20V/5A 的連續(xù)滿載工作條件下，該解決方案的溫度為 77°C。

HR1211 的專有控制方案還具有卓越的輕載性能。隨著負載的降低，該解決方案將逐步將 PFC 操作從 CCM 模式改為 DCM 模式，并降低開關(guān)頻率。在輕載條件下，LLC 控制采用 PFM 模式和突發(fā)模式來降低 LLC 變換器的等效開關(guān)頻率，從而降低開關(guān)損耗。當(dāng)輸出電壓為 20V 時，USB Type - C 輸出之一從 10% 負載到滿載時，PFC + LLC combo 可以分別實現(xiàn) 88.3% 的高壓線路平均效率和 89% 的低壓線路平均效率，輕松滿足效率規(guī)范。

該解決方案的另一個優(yōu)勢是采用數(shù)字化設(shè)計，更具靈活性。它不僅外部電路相當(dāng)簡單，而且 HR1211 芯片具有數(shù)字內(nèi)核和多次可編程（MTP）存儲器，因而具有豐富的可編程性?？梢酝ㄟ^基于 UART 的通信接口和圖形用戶界面（GUI）編程各種操作模式里的關(guān)鍵參數(shù)、開關(guān)特性、調(diào)整率以及轉(zhuǎn)換閾值。憑借這種靈活的數(shù)字化設(shè)計，我們可以根據(jù)給定設(shè)計輕松優(yōu)化效率、紋波、噪聲和保護等各類性能。這一點對于快速發(fā)展的市場，如大功率快速充電適配器市場尤為重要。一旦市場對電源規(guī)格、外形規(guī)格或性能規(guī)范提出新的需求，PFC + LLC combo 控制器都能夠快速做出響應(yīng)。