USB 電力輸送（PD）標準支持通過USB進行高達100W的電力輸送，該電力足以驅動筆記型電腦、顯示器和DLP®電影放映機等高功率設備。
USB PD適配器通常採用電感-電感-電容（LLC）或准諧振（QR）反激進行隔離式DC/DC轉換。LLC的優勢在於其支援具有軟開關的功率開關，但由於其窄增益限制，並不適用於寬輸出電壓範圍。而且，QR反激在不連續電流傳導模式下工作，且在所有輸出電壓範圍內都不能實現全軟開關。此外，變壓器漏感的損耗限制了實際的最大開關頻率。當設計人員想要實現高功率密度和小適配器尺寸時，上述不足就給功能的實現帶來了很大的限制。
有源鉗位反激（ACF）是一種可克服這些限制的新型諧振拓撲。與QR反激不同，ACF可實現軟開關和漏感能量回收。臨界導通模式ACF使用小型負磁化電感在整個負載範圍內實現零電壓開關（ZVS）。此外，輸出整流器可在關斷期間實現零電流開關（ZCS），這將降低整流器的反向恢復損耗，並提高電磁干擾性能。憑藉這些優點，可實現高頻率和高效率的適配器。
使用德州儀器30 W/in3、93.4％效率、100 W AC/DC適配器參考設計的電路包括基於UCC28056的前端轉換模式功率因數校正（PFC）電路，然後是基於UCC28780的用於隔離式DC / DC轉換的ACF。圖1是參考設計的詳細系統框圖。
圖1：AC/DC適配器參考設計系統框圖
設計人員最關注的特徵是無外殼的超高功率密度30 W/in3。首先，臨界導通模式ACF可以實現高開關頻率，使得RM8內核可用於變壓器。而且，由於具有超高轉換器效率，無需使用散熱器，從而既節省了空間，也提高了功率密度。圖2所示為AC/DC適配器參考設計電路板。
圖2：AC/DC適配器參考設計電路板
設計師關注的另一重要特徵是該設計的高效率。UCC28780實現了主開關的ZVS和次級整流器的ZCS。次級諧振配置形成初級電流波形，從而降低初級均方根（RMS）電流並顯著改善同步整流器操作。氮化鎵場效應晶體管用於ACF初級側開關，以提高效率，因為它們具有較小的寄生參數。通過在5 VOUT和9 VOUT下關閉PFC級，可進一步提高效率。圖3所示為參考設計的平均效率曲線。
圖3：AC/DC適配器參考設計平均效率曲線
總之，100 W AC/DC適配器參考設計為USB PD適配器提供了完整的解決方案，適用於任何100 W應用。高效率和高功率密度使該適配器具備更強大的性能且更加便攜。
其他資源
• 下載UCC28780和UCC28056資料表。
• 查看30 W / in3、94％效率、65 W USB Type-C™PD交流/直流適配器參考設計。
• 閱讀應用筆記：“使用有源鉗位反激式控制器（UCC28780）提高功率密度”。
• 請觀看視頻，瞭解有關UCC28780如何實現ACF拓撲和高功率密度的更多資訊。
