【導讀】額定功率75W以下的適配器可細分為：輸入濾波器、二極管整流器、輸入輸出電容器、IC控製器、輔助電源、磁性元件
、功率器件和散熱器。集成解決方案在縮小和簡化轉換器方麵已經取得了長足的進步，目前的剩餘組件是磁性元件
、輸入“大容量”電容器

、輸出電容器和 EMI 輸入級。大量的研究和工程工作集中在高頻交流/直流轉換器設計上
，以減小磁性元件的尺寸。然而，輸入大容量電容器占據與適配器內的磁性元件相同或更大的體積。

額定功率75W以下的適配器可細分為：輸入濾波器

、二極管整流器、輸入輸出電容器
、IC控製器、輔助電源
、磁性元件

、功率器件和散熱器。集成解決方案在縮小和簡化轉換器方麵已經取得了長足的進步，目前的剩餘組件是磁性元件
、輸入“大容量”電容器、輸出電容器和 EMI 輸入級。大量的研究和工程工作集中在高頻交流/直流轉換器設計上，以減小磁性元件的尺寸。然而，輸入大容量電容器占據與適配器內的磁性元件相同或更大的體積。

Power Integrations 的新型 IC MinE-CAP 旨在解決通用輸入設計的輸入大容量電容優化問題。利用 Power Integrations 的 PowiGaN 氮化镓技術
，MinECAP 可以安全地將額定電壓為 160 V 的電容器用於通用輸入設計，從而將大容量電容器體積減少高達 50%。

MinE-CAP 是與低壓電容器（圖 1 中的 CLV）串聯的低阻抗開關電路。它監視 CLV 兩端的電壓，並在輸入線路電壓在閾值附近增加/減少時連接和斷開電容器。MinE-CAP 電路可與高頻功率轉換級配合使用

，以限度地節省空間。

係統注意事項

通用電源適配器的經驗法則是，當設計考慮因素低至 90 VAC 時，直流總線電容值（以 ?F 為單位）選擇為輸出功率要求（以瓦特為單位）的 1.5 至 2 倍。對於僅高線路應用
，總電容可以顯著降低。考慮到這一關鍵概念
，MinE-CAP 使設計人員能夠顯著減小輸入大容量電容器的尺寸。下圖顯示了典型 MinE-CAP 應用的原理圖布局。

圖 1. 典型 MinE-CAP 應用

CHV 是高壓電容器（額定電壓為 400 V）
，通常占總電容的 20% 左右。CLV是低壓電容器（160V），約占總電容的80%。這種電容分割使電容器體積減少高達 50%，從而使適配器尺寸總體減少高達 40%。

圖 2. 65 W 適配器的優化

在圖 2 中，上圖是典型的 65 W 適配器，需要單個 400 V、100 ?F 電容器。下圖顯示了在完全相同的 65 W 適配器設計中使用 MinE-CAP 所實現的空間節省。總輸入電容分為兩個 160 V、47 F 電容器和一個 400 V、22 ?F 電容器。因此，總電容實際上增加了 16%
，同時大容量電容器體積減少了 40%。

典型應用

設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)現(xian)有(you)設(she)計(ji)並(bing)修(xiu)改(gai)輸(shu)入(ru)大(da)容(rong)量(liang)電(dian)容(rong)器(qi)級(ji)，以(yi)減(jian)少(shao)輸(shu)入(ru)級(ji)占(zhan)用(yong)的(de)空(kong)間(jian)。這(zhe)使(shi)得(de)他(ta)們(men)能(neng)夠(gou)縮(suo)小(xiao)外(wai)殼(ke)，或(huo)者(zhe)相(xiang)反(fan)，他(ta)們(men)可(ke)以(yi)在(zai)同(tong)一(yi)外(wai)殼(ke)中(zhong)添(tian)加(jia)更(geng)多(duo)電(dian)容(rong)並(bing)增(zeng)加(jia)功(gong)率(lv)。

MinE-CAP delingyigeshejiyongtushixuyaofengzhigonglvchuanshudeyingyong。banzaixieyixinpianyuelaiyueduodiyuzhengzaichongdiandeshebeijinxingshuangxiangtongxin。zhexiexinpiantongchangjiankongbingshipeiqiwendu、故障和電力傳輸能力。設計人員正在利用這種雙向通信來提供銘牌功率的 1.5 至 2 倍。這些峰值功率算法顯著縮短了充電時間。然而，輸入大電容限製了峰值功率傳輸能力。借助 MinE-CAP，可以使用相同的空間顯著增加輸入大容量電容。即使在低壓線路下，這也能延長峰值功率傳輸。

MinE-CAP 基礎知識

MinE-CAP 的工作原理是充電和監控 CLV 兩端的電壓，僅在需要輸入電容時才將該電容器引入低交流線路的電路中。MinECAP 設計用於根據需要在每個線路交流周期期間動態接合和斷開 CLV。因此
，電源可以在整個指定的輸入電壓範圍內平穩運行。對於圖 2 中引用的設計，有效低線路總大容量電容為 116 ?F，而有效高線路大容量電容為 22 ?F。

當係統處於高線路時，MinE-CAP 通過 VTOP 和 VBOT 測量 CLV 上的差分電壓。它調節 CLV 上的電壓，以在發生線路或負載階躍時支持電力傳輸。

MinE-CAP 啟動

傳統上
，啟動時進入大容量電容器的浪湧電流會影響保險絲、橋(qiao)式(shi)整(zheng)流(liu)器(qi)和(he)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，因(yin)為(wei)該(gai)電(dian)流(liu)僅(jin)受(shou)線(xian)路(lu)阻(zu)抗(kang)和(he)輸(shu)入(ru)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)限(xian)製(zhi)。隨(sui)著(zhe)適(shi)配(pei)器(qi)額(e)定(ding)功(gong)率(lv)的(de)增(zeng)加(jia)，浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)也(ye)會(hui)增(zeng)加(jia)，通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong) NTC 熱敏電阻來保護保險絲和二極管電橋。然而，NTC 熱re敏min電dian阻zu降jiang低di了le係xi統tong的de整zheng體ti效xiao率lv，並bing為wei輸shu入ru級ji增zeng加jia了le熱re點dian。因yin此ci
，保bao險xian絲si和he二er極ji管guan橋qiao通tong常chang尺chi寸cun過guo大da，而er熱re敏min電dian阻zu尺chi寸cun過guo小xiao，以yi限xian製zhi其qi對dui係xi統tong效xiao率lv的de影ying響xiang。

在 MinE-CAP 設計中
，80% 的大容量電容在啟動時脫離應用。在低壓啟動條件下 (VIN < 150 VAC)，MinE-CAP 對 CLV 執行控製的主動充電。在低線路啟動條件下，在啟用 DC/DC 轉換器之前對 CLV 進行預充電以支持全功率能力非常重要。MinE-CAP IC 將內部高壓開關配置為電流源
，為 CLV 提供的恒流脈衝充電
，請參見圖 3。這種方法允許對 CLV 進行快速充電，並確保電源準備好供電從初始交流線路連接起，不到 250 毫秒即可充滿電。CLV 的這種受控充電允許 MinE-CAP 設計消除浪湧 NTC 熱敏電阻

，

對於高線路應用 (VIN > 150 VAC)
，CHV 單獨支持全功率傳輸。MinE-CAP 對 CLV 進行緩慢充電，並將電壓調節到低於電容器額定電壓。這改善了由於線路斷電而導致的電源保持時間。

保護特性

除了的啟動算法外，MinE-CAP 還集成了一係列保護功能，包括過溫
、引腳開路/短路故障檢測和浪湧保護。如果發生故障，MinE-CAP 會將 CLV 從係統中斷開。為了防止進一步的係統損壞
，MinE-CAP 通過 L 引腳將故障信息傳送到功率轉換級。該多用途引腳還用於在正常工作條件下將直流總線電壓信息傳送至電源控製器 IC。

概括

GaN 供電的 MinE-CAP 支持在通用輸入設計中使用額定電壓為 160V 的電容器，而這些設計通常僅限於額定電壓為 400V 的電容器
，從而節省的空間相當於采用更高開關頻率所實現的效果。的啟動算法無需使用 NTC 熱敏電阻，且不會影響終用戶體驗。直流母線電壓和故障信息通過 L 引腳傳送至 DC/DC 轉換器。將 MinE-CAP 與 InnoSwitch IC 係列配對可限度地提高集成度、限度地減。

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