Power Integrations 720W电动自行车充电器方案RDK-1063解析

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Power Integrations（以下简称：PI）近期推出了一款适用于电动两轮车充电器应用的 720W 电源参考设计方案 RDK-1063。该设计具有超过95%的端到端系统效率，并具有恒压与恒流模式控制。

该方案同时采用了PI的CAPZero-3零功耗X电容自动快速放电IC、HiperPFS-3功率因数校正IC、HiperLCS-2 LLC芯片组，以及900V InnoSwitch3-EP反激式开关IC。

RDK-1063 方案概述

RDK-1063 输入电压范围覆盖 170V 至 280VAC，适用于全球多数单相交流电网，能够连续输出 720W 功率，支持 26V 至 60V 的宽输出电压范围和最高 12A 的恒流输出。这种宽范围设计特别适合 48V 或 60V 电池组的充电需求，同时也可扩展至其他需要类似功率水平的工业或消费级设备。

该方案在满载条件下效率可达 94.8% 至 95.2%，在 230VAC 输入时效率超过 94%。这种高效率得益于 LLC 谐振拓扑的高频运行，开关频率最高可达 360kHz，从而有效减小了磁性元件的体积和整体热损耗。同时，功率因数超过 0.99，输入电流谐波失真极低，无负载输入功率控制在 1.5W 以下，充分满足国际能效和绿色电源标准的要求。电压调节精度达到 ±1%，电流调节精度 ±5%，确保了充电过程的稳定性和安全性。

核心芯片技术

RDK-1063 同时采用了 PI 的 CAPZero-3 零功耗 X 电容自动快速放电 IC、HiperPFS-3 功率因数校正 IC、HiperLCS-2 LLC 芯片组，以及 900V InnoSwitch3-EP 反激式开关 IC。

RDK-1063 的核心架构由两级功率转换组成。前端采用 HiperPFS-3（PFS7539L）集成 CCM Boost PFC 控制器与功率 MOSFET，提供稳定的 385V 中间母线电压。HiperPFS-3 集成了一个 600V 的 MOSFET、一个控制器和一个具有超低反向恢复特性的 Qspeed 二极管，采用单片的薄型功率封装，消除了外部电流检测电阻以及相关的功率损耗，其内部采用了无损耗的 SenseFET 检测方法，同时还简化了 EMI 滤波电路的设计，更加容易满足 EMI 的要求。

主 LLC 阶段原理图

HiperLCS-2芯片组构成方案核心：初级侧采用集成双600V MOSFET的半桥芯片，次级侧为同步整流控制器。半桥芯片内置控制器与多种保护功能；次级侧通过FluxLink磁感隔离技术实现4kV加强绝缘，无需光耦，可靠性更高。

芯片外露陶瓷导热垫便于散热，优化温升与成本。方案通过内置同步整流管理提升效率，并搭配InnoSwitch-3-EP芯片简化辅助电源设计，实现自偏置启动。

CV/CC 控制器部分原理图

RDK-1063也提供了灵活的恒压（CV）和恒流（CC）模式支持。工程师可以灵活地选择使用固定配置，或采用具有 DAC 或 PWM 输出的 MCU 与 CAN 子板组合方案。

在固定配置中，方案内置模拟反馈回路，通过板上可调电阻设定固定的 CC 阈值和 CV 阈值，实现自动模式切换，即当负载电流需求超过设定值时进入恒流模式，达到电压阈值后平滑过渡至恒压模式。这种配置可设定默认的充电方式。

在 MCU 和 CAN 子板配置中，设计预留了外部接口，可通过连接器接入 MCU 或 CAN 通信模块，利用 PWM 信号动态调整参考电压，从而实时控制 CC/CV 充电特性，进而控制 60V/12A 输出的具体工作点，支持多阶段智能充电算法，满足从简单固定充电到复杂电池管理系统的多样化需求。

该方案采用双层 FR4 PCB 板，集成垂直安装的 PQ35/35 变压器和底部散热器，磁性元件使用利兹线绕制，进一步缩小了整体体积，使其特别适合小型充电器外壳的集成。

保护功能全面覆盖输入过压 / 欠压、输出过压 / 过流 / 短路、PFC 过流以及 X 电容快速放电等机制，确保系统在各种故障条件下的可靠性和安全性。

RDK-1063 是一套成熟且实用性很强的 720W 充电器参考方案。该方案通过高效的两级拓扑、先进的芯片集成和灵活的控制方式，在有限空间里实现了 95% 的满载效率、极低的待机功耗以及可靠的 CV/CC 性能。

这款参考设计使得设计师可以构建出效率高于 94% 的紧凑型便携式电动车充电器，非常适合电动两轮车和电动工具这类对体积、成本和效率都有严格要求的场景。

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