InnoSwitch3-Pro IC的次級側提供輸出電壓/電流檢測功能,并集成同步整流MOSFET(SR FET)的柵極驅動。變壓器次級繞組的電壓通過同步整流管Q2整流后,由電容C12和C13濾波。由電阻R11、電容C9及二極管D12構成的RCD緩沖電路可抑制開關瞬態的高頻振鈴,從而降低輻射EMI。
同步整流管Q3的開關動作由IC U1內部的次級側控制器管理,其控制依據來自次級繞組電壓——該電壓通過電阻R10由FWD引腳檢測。在連續導通模式(CCM)下,SR FET會在次級側向原邊發起新開關周期前立即關斷;而在斷續模式下,當SR FET兩端壓降低于約VSR(TH)的閾值時即關閉。這種次級側對原邊功率開關的控制機制可徹底避免兩管共通,確保同步整流可靠運行。
IC次級側的供電來源有兩種:通過R10和FWD引腳取自次級繞組正向電壓,或通過VOUT引腳從輸出電壓獲取。連接于InnoSwitch3-Pro IC U1 BPS引腳的電容C8為內部電路提供去耦。
輸出電流檢測通過電阻R12的壓降實現,電阻R13和R14為檢測信號添加偏置以形成恒流(CC)特性的正斜率。經電容C11濾波后的電流信號通過IS引腳與次級地(SECONDARY GROUND)進行監測。內部電流檢測閾值可通過I²C接口編程設定(最高32mV),該閾值用于優化損耗。一旦超過設定值,IC U1將通過調節開關脈沖數來維持恒定輸出電流。
在恒流(CC)模式下,若輸出電壓大幅下降,次級側控制器會直接從次級繞組獲取供電——當原邊開關管導通時,次級繞組出現的正向電壓通過R10及內部穩壓器為SECONDARY BYPASS引腳的去耦電容C8充電。此機制使得輸出電流可穩定調節至最低欠壓閾值,低于該閾值時系統將進入自動重啟狀態,直至負載減輕。
當輸出電流低于恒流閾值時,轉換器進入恒壓(CV)模式。輸出電壓由IC的VOUT引腳監控,其調節原理與電流類似:輸出電壓會與通過I²C設定的內部基準電壓進行比較。電容C12直接跨接在VOUT引腳與次級地之間,為VOUT引腳提供ESD保護。
N溝道MOSFET Q3作為總線開關,用于連接或斷開反激式轉換器輸出與USB Type-C端口VBUS引腳的通路。該MOSFET由USB PD控制器芯片控制。電阻R17作為下拉電阻,既可防止Q3誤觸發,又能在Q3關斷時為總線電壓提供放電回路。電容C15用于輸出端的靜電放電(ESD)保護。
本設計采用IP2738芯片作為USB電力傳輸(USB PD)控制器。該芯片還負責控制兩路電源的并聯運行,以實現65W峰值功率輸出。USB PD控制器的供電來自兩個反激式轉換器的輸出。USB PD協議通過CC1或CC2線路進行通信,具體取決于Type-C插頭的插入方向。
IP2738芯片通過I2C接口的SCL和SDA線路與InnoSwitch3-Pro芯片通信,用于設置CV(恒壓)、CC(恒流)、VKP(恒功率電壓閾值)、OVA(過壓閾值)和UVA(欠壓閾值)等參數。這些參數分別對應InnoSwitch3-Pro芯片的輸出電壓、恒定輸出電流、恒定輸出功率電壓閾值、輸出過壓閾值和輸出欠壓閾值寄存器。IP2738芯片同樣通過I2C接口讀取InnoSwitch3-Pro芯片遙測寄存器的狀態信息。
電容C29/C31、電阻R37-R40以及TVS二極管VR11-VR14為D+/D-/CC1/CC2引腳提供ESD保護。齊納二極管VR19還為USB PD控制器芯片的VOUT1引腳提供ESD防護。IP2738配有專用檢測電阻R57用于測量USB端口輸出電流,其信號經R58和C39構成的低通濾波器濾波后送入芯片的ADC輸入端口。熱敏電阻RT1用于溫度檢測,R33用于校準溫度ADC讀數。電阻R35/R36是I2C線路(SDA/SCL)的上拉電阻,R32與C35構成USB PD控制器VINA引腳的低通濾波器。
MOSFET Q7和Q9作為并聯操作的"或"邏輯開關管使用,電阻R15和R16分別是這兩個"或"邏輯開關管的下拉電阻。