得益于电子/半导体等产业的迅猛发展，全球各种电子应用层出不穷，但唯一不变的是都需要电源，无论是本身需要外置适配器的设备或者内置电池需要充电器进行充电的产品，提供一个稳定、安全、高效率的电源供给方案是电子产品最基础也是最核心的要素。

对于用户来说，可能并不太关心适配器/充电器的参数，反正产品配备什么，就使用什么；但对于产品的设计者来说，适配器/充电器的参数极其重要，比如，冗余的功率保证产品高负载时的稳定运行、高转换效率进一步提升整个产品的能效、良好的温控可以使产品足以应付一年四季任何环境；同样的，对于内置电池的电子产品，高功率高效率的充电器可以实现快速有效的充电，节省用户宝贵的时间，总之，一款优质的适配器/充电器已是如今优秀电子产品不得不考虑的重要因素。

今天爱板网就给大家推荐一款40W超高效率的适配器/充电器参考设计板——基于英飞凌准谐振控制器ICE2QS03G（数据手册）以及最新CoolMOS P7系列功率MOS管IPA70R600P7S（数据手册）的电源评估板EVAL_40W_19V_FLYB_P7，给正在寻找类似参数电源板的工程师提供一个绝佳的参考设计方案。

拿到手的EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估套件绝对的霸气，工具盒式的包装，既可靠又大气。

包装盒内通过塑胶泡棉层次分明的将内部的配件一一归类，简单明了。

EVAL_40W_19V_FLYB_P7评估板套件内部的配件不算多，但是十分贴心，包括了电源评估板，资料U盘以及电源评估板上一些重要器件的单独样片。值得一提的是，还有一张全球服务热线的卡片，在英文和德语中还意外的发现了支持普通话的热线，看来对于中国客户英飞凌也是非常的重视。

仔细看了下，额外提供的3种样片包括准谐振控制器ICE2QS03G、700V CoolMOS IPA70R600P7S、NMOS管2N7002，无疑，这些都是英飞凌自家的产品，具体有什么功能，我们在实际的电源评估板上再做介绍。

EVAL_40W_19V_FLYB_P7评估板

说是评估板，不如说EVAL_40W_19V_FLYB_P7是一个现成的电源模块，配备了现成的AC输入以及DC输出接口，看起来很是贴心，不过由于笔者手头没有相应的接口电源线，对于后续的测试可能会带来一点小麻烦。当然，作为40W/19V输出的电源模块，整个板子的设计还算小巧，尺寸只有10cm*3.7cm*2.6cm。

和身份证的尺寸对比。

对于熟悉电源设计的工程师来说，很容易猜出这是一个反激式开关电源，事实上也是如此，EVAL_40W_19V_FLYB_P7是一款准谐振反激式开关电源，其主要的特性如下：

• 85Vac~265Vac输入
• 40W@19V输出，输出电流为2.1A
• 准谐振反激式开关电源技术
• 开关频率：25kHz~60kHz
• 输出纹波：<200mVpp
• 峰值效率，230Vac，40W：91.3%
• 峰值效率，120Vac，40W：89.6%

我们可以看到，EVAL_40W_19V_FLYB_P7拥有非常宽广的输入电压范围，基本上可以全球适用，另外，评估板的转换效率又是一个让人惊叹的地方，能达到平均90%左右。还有一点也必须说下，虽然EVAL_40W_19V_FLYB_P7评估板标明了最大的功率输出，但是看官方资料介绍电源板有2%冗余设计，所以实际参数可能会大一些，但是作为安全使用，还是遵照其标准来使用比较好。

再来仔细看下EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源板的结构拓扑，中规中矩的设计，电路非常容易理解，一次侧电路部分，搭载了用于电路过流保护的保险丝、防浪涌防雷击等功能的压敏电阻、差模滤波的X电容、共模滤波的Y电容、共模电感、整流电路、关断缓冲电路以及英飞凌准谐振PWM控制器ICE2QS03G加上高压CoolMOS  IPA70R600P7S组成的开关控制电路。

你以为这样就完了吗？翻到电源评估板的背面另外可以发现了由两个NMOS 2N7002组成的电路，这是什么？

通过查阅官方的原理图得知（参考如下原理图左下角部分），EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估板还设计了额外的保护机制，这两个NMOS管组成了一个欠压关断的电路（UVLO），当输入的AC电源低于规定的参数时，主动关闭电源，主要原理是通过控制准谐振PWM控制器上的FB pin脚电压来实现的。

（点击图片放大）

电源模块侧面细节：

在二次侧部分，主要是电源的输出部分整流电路、滤波电路以及反馈电路，不过在整流电路中没有使用更高效率的同步整流电路设计，大概猜测是本身输出电压比较高，同步整流的提升效果并不是太大，当然，也可能是因为兼顾考虑了整个电源模块的成本而做的一次妥协。至于反馈网络部分，分压电阻将输出端的分压电压送入精密稳压源TL431（TL431数据手册）与参考电压比较，然后再通过光电耦合器转化成电流信号反馈到一次侧的准谐振PWM控制器ICE2QS03G的反馈引脚FB，这就构成一个“循环体系”，不断调节输出19V电压。

综合来讲，整个EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估板的设计亮点基本都在一次侧电路上，下面重点来看下一次侧电路中的两个重要的器件，英飞凌准谐振控制器ICE2QS03G以及最新CoolMOS P7系列功率MOS管IPA70R600P7S。

准谐振PWM控制器ICE2QS03G硬件框图

在官方的规格书中，介绍了准谐振PWM控制器ICE2QS03G的众多特性，这里就挑几个重要的亮点来说：

• 准谐振工作
• 数字降频
• 内部集成一个500V的启动单元
• 主动突发模式

其中，数字降频功能会让频率随负载下降而下降，直到负载极低时仍可实现准谐振操作，因此与传统解决方案相比，系统平均效率得到显著提高；而内部集成的一个 500V 耗尽型启动元件可以通过省略外部启动电阻器实现低待机功耗。

主动突发操作模式则是ICE2QS03G另一个突出的特点，众所周知，目前大家使用的充电器产品，通常在闲置的情况下也是插在电源插座上的，这就要求现有的充电器对于待机功耗能有非常严格的控制，降低不必要的能耗。而ICE2QS03G在极低负载情况下，IC会进入主动突发模式运行，使输入功率降至最小值，实现了待机操作模式下的超低功耗，还可以降低输出电压的纹波。

除此之外，ICE2QS03G还具有众多的保护功能，如过压/欠压/过载/开环/过热等保护单元，可使电源系统在发生故障时得到全面保护，可以说，这是一个既可以保证效率、低待机功耗，又能有安全保障的准谐振PWM控制器。

和ICE2QS03G PWM控制器组合的开关MOS管更是此次电源模块一次侧电路的亮点，EVAL_40W_19V_FLYB_P7采用的高压开关MOS管为英飞凌最新的CoolMOS P7系列，型号为 IPA70R600P7S。

相比英飞凌自家的前代产品CoolMOS P6系列，IPA70R600P7S具备了更高的击穿电压，多出来的额外击穿电压可以让整个设计更加灵活，比如增加设计的效率、提升AC输入电压、提升过载等能力；同样的，IPA70R600P7S还具备了更低的开关损耗、更低的通态电阻，因此可以进一步提高开关电源的转换效率，降低MOS管的开关损耗；除此之外，IPA70R600P7S也具备了更好的热稳定性、更好的EMI等特性，下表则为CoolMOS管 IPA70R600P7S的一些电气指标：

下图则可以明显的看到，在200V以上的高压环境，IPA70R600P7S相比前代产品、相比竞争对手具备更低的开关损耗。

对比前代产品，英飞凌全新的CoolMOS P7系列提升明显，这不禁让笔者感叹道“优秀的半导体公司总能自我淘汰产品”。英飞凌在EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估板为用户带来了特性更加出色的全新的CoolMOS P7系列MOS管，从参数上来看无疑是出色的产品，当然作为工程师，只看参数是没有说服力的，下面就通过实际测试的表现来了解下这款40W/19V的超高效率适配器/充电器的参考方案。

EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估板上电测试

在了解了英飞凌EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估板的基本结构拓扑以及相关特性之后，不妨来实际上电测试下这款评估板的电源输出质量到底如何？由于评估板是85Vac~265Vac的高压输入，在测试中一定要注意安全，当然，必要的测试工具是不可或缺的：

• 单相调压器 *1，用于输出不同的交流电压
• 智能电量测量仪*1，用于测量输入功率
• 电子负载 *1，为电源模块提供不同的负载
• 万用表 *1，为准确测量输入/输出电压
• 示波器 *1，测试输出电压纹波、过载情况等
• EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估板*1，连接导线若干

测试环境建立：调压器输出的交流电压通过智能测量仪连接到EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估板的输入端，电子负载用于提供电源评估板输出端的不同负载，由于输出端的导线有线损，所以电子负载的输出端电压有明显压降，实际测试过程中通过万用表直接测量电源评估板输出端的电压。

• 输出电压以及效率测试结果

下表则为满负载的50%，75%以及100%情况下对应90Vac、120Vac、230Vac、260Vac输入时电源评估板的输出功率以及效率情况。

实际的测试结果还是非常惊喜的，在全输入电压范围内，英飞凌EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估板的平均效率达到了90%左右，而输出电压也没有太大的起伏，比较稳定保持在18.94V，这跟官方提供的参数基本保持一致。

• 纹波、欠压输入、过载测试

在实际的测试过程中也测试了EVAL_40W_19V_FLYB_P7开发板的纹波情况，在空载或者低负载（<50%）的时候纹波要小于200mVpp。

但是当负载比较高的时候（>50%，或者满载），电源评估板的纹波要超过200mVpp。

另外，笔者也测试了电源评估板的欠压输入状态以及过载状态，由于EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估板电路设计了欠压保护电路，实际测试过程中，大概在低于65Vac输入情况下会进入欠压保护状态。

而在过载状态，开发板会不断进行重启保护。

在整个测试过程中有还有一点给笔者的印象非常深刻，值得称道，EVAL_40W_19V_FLYB_P7电源评估板非常稳定，在满载情况下测试了一晚上，电源评估板的温控控制的非常好，板子没有出现过热的情况，而且输出电源一直稳定在18.94V。

小结

介绍了英飞凌40W/19V输出的电源评估板EVAL_40W_19V_FLYB_P7，板卡采用准谐振反激式结构，用料十足，一次侧采用了英飞凌准谐振PWM控制器以及全新的CoolMOS P7系列开关MOS管的组合，并且搭载了UVLO保护电路，整个电源设计在能效方面更是具有全电压范围内高达90%的转换效率，总得来说，这是一款优异的40W超高效率适配器/充电器解决方案。