MPX2002/3在高功率密度适配器的应用设计

对于常见的适配器、充电器等 ACDC 类电源产品来说，把可触碰的输出端口和 AC 输入侧的高压可靠地隔离开来，是涉及到人身安全的头等大事。

传统的反激变换器方案通常采用光耦隔离，将位于副边的输出电压和负载的调节信号通过光耦传递到原边，以控制反激的主 MOSFET 开关。

但是，随着快充技术的迅速发展，适配器的功率等级不断提升，对功率密度的追求也越来越高。在这些新的需求下，传统的光耦隔离方案遇到了瓶颈。

图1. 基于光耦的传统反激方案

在大功率高功率密度的适配器设计中，为了保证效率和散热性能，同步整流是必不可少的。

但是，在传统的反激方案中，光耦是原副边之间的信息传递唯一通道，而这个光耦仅仅传递了关于输出功率调节的慢速模拟信号，是没有办法实现原副边开关管的实时同步的。在这种情况下，同步整流只能通过检测副边绕组的电压变化来控制开关。

众所周知，这种方法的弊端在连续电流模式下尤为明显。由于同步整流的关断时刻逻辑上在原边开通时刻之后，原副边必然存在一定的共通时间。如果这个共通时间持续过长，反激电路的主功率回路中会产生过大的反向电流，并在同步整流关断后通过漏感放电造成很高的电压尖峰。这个过高的电压尖峰不仅增加了同步整流开关管的选型难度，还牺牲了效率和产品整体的可靠性。

图2. 传统反激方案中由于原副边共通而造成的高电压尖峰

MPX2002/3 创新性地运用了电容隔离技术，将反激控制器和同步整流控制器集成到了同一颗芯片中。

芯片中所使用的隔离电容可以承受 4500Vrms 以上的高压，能够实现 IEC、UL 等相关安规认证中的加强绝缘等级，而且同样的隔离技术在工业和信息领域中的信号隔离和隔离式驱动芯片当中也有应用。因此，这种技术可以提供非常可靠的隔离性能。

图3. 基于 MPX2002/3 的反激方案

在此基础上，得益于电容隔离技术的高速通讯能力， MPX2002/3 内部同时实现了输出功率调节和原副边开关管实时同步的功能。在原边主开关管和副边同步整流管之间始终能够保证大约 30ns 的死区时间，从而有效地避免了原副边共通所造成的过高的电压尖峰。

图4. 基于 MPX2002/3 的反激方案中的原副边死区及受抑制的电压尖峰

因此，MPX2002/3 有助于实现更加高效并且可靠性更好的反激方案，尤为适合高功率密度适配器的设计。

而这样的 MPX2002/3 还有一项独特的隐藏功能，这里先卖个关子，我们将在下期文章中继续介绍。

原文标题：硬核隔离，精准同步

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审核编辑：汤梓红