2021年，USB-IF协会推出了USB Type-C线缆和接口标准v2.1版本，更新了有关供电能力的章节。USB PD3.1规范将原来的USB PD3.0内容归到标准功率范围（Standard Power Range，简称SPR）里面，最大功率保持100W不变，同时增加了扩展功率范围（Extended Power Range，简称EPR），最大功率由100W扩展到240W。

为帮忙客户缩短研发周期，维安（WAYON）推出一款240W电源参考设计，此设计支持100-240Vac~50/60Hz宽范围电压输入，20V输出，最大电流12A，满载效率≥96.5%，输出电压纹波＜300mV，外形尺寸仅105mm*58mm*22mm。适用于适配器、POE供电、高功率密度工业电源、电动工具充电器和服务器电源模块等应用。

图1  维安240W无桥方案PCB 正面

图2  维安240W无桥方案PCB 背面

图3  维安240W无桥方案拓扑框架

维安240W 电源方案关键参数

该方案相比图4标准的无桥FPC结构，具有如下特点：

1、D1 D2 作为旁路桥臂，在正常工况同样需要整流桥，将D1 D2 D3 D4使用LOW VF整流桥，省去低频桥臂的MOSFET。

2、高频桥臂开关过程中，同步侧GaN在正弦交流电压低时，驱动并非全周期工作，这会导致GaN多余发热外并SiC SBD后，正温度SiC SBD对GaN做主动热均衡，并充当GaN的全旁路器件。

3、可省去两颗低阻值的SJ MOSFET和一路驱动，同时将GaN器件使用性价比更高的100mΩ，650V ，并外并两颗3A SiC，等效常规PFC。相比传统无桥PFC结构，成本整体降低明显（约10-15RMB)。

图4  传统结构的无桥PFC 拓扑

图5  维安无桥省去低频桥臂的MOS

能效测试

维安240W电源方案整机能效对比市面上普通硅 MOS产品，半载效率下提高明显，在满载条件下达到超过96.5%效率，和使用SJ MOSFET传统结构的无桥PFC效率相当。但相比SJ MOSFET +70mΩ GaN器件无桥拓扑，维安优化的无桥PFC成本优势突出。

温升测试

上图为维安240W电源方案在无散热片情况下，25℃环境温度下 115V/60Hz裸机连续运行2小时的热成像图。可以看出，由于高效率拓扑设计和搭配维安优异性能器件，240W电源方案背面的实测最大温度仅为77.4℃。

维安在丰富的功率器件产品线基础上，深度结合专业的功率半导体方案研发团队，可以快速推出自主设计、性价比优异的整机方案。