1.Salida de corriente continua 12V 6A (fácil de implementar): Solo requiere una "fuente de alimentación estable unidireccional"
No se necesita diseño complejo – condiciones esenciales Como sigue:
Topología y chip: Se adopta una sencilla „topología de rectificación AC-DC + Buck“ combinada con chips de salida fija maduros (p. ej., LM2596, XL4015). Los chips integran control de voltaje constante/corriente constante (CV/CC) y entregan directamente 12V/6A.
Especificaciones de componentes:
Componentes de potencia: Diodo (tensión nominal ≥20V, corriente ≥10A), MOSFET (resistencia de conducción Rds(on) ≤50mΩ) – suficientes para un margen de potencia de 72W;
Componentes de filtrado: Condensador electrolítico (capacidad ≥1000μF, tensión nominal ≥25V), bobina (corriente de saturación ≥8A) – garantizan ripple de salida ≤100mV (cumple con requisitos de dispositivos de CC).
Funciones de protección: Fusible en serie (8A), chip de detección de sobretensión (p. ej., TL431), circuito de protección contra cortocircuito (corte de circuito mediante retroalimentación de corriente de salida) – no se requiere protección contra polaridad inversa.
Costos y madurez: Diseño maduro, precio de chip esencial ≤5 CNY, costos totales de BOM bajos, alta tasa de rendimiento en producción en serie (≥99%) – adecuado para fuentes de alimentación universales (p. ej., fuentes de router, adaptadores de electrodomésticos pequeños).
2.Interfaz bidireccional 60W (difícil de implementar): Requiere "conmutación bidireccional + adaptación de protocolo + control de alta precisión"
El núcleo es resolver tres problemas clave: „reconocimiento de dirección, control dinámico y compatibilidad de protocolo“. Condiciones detalladas Como sigue:
Topología y arquitectura de control:
Se debe adoptar „topología LLC bidireccional“ o „topología Buck-Boost bidireccional“ para garantizar flujo de corriente bidireccional (carga: puerto → dispositivo; descarga: dispositivo → puerto);
Controlador bidireccional especializado (p. ej., TI UCC28950, serie ST STM32G4) que admite detección en tiempo real de tensión/corriente del puerto y conmutación dinámica entre modos de carga y descarga.
Soporte de protocolo (condición esencial):
Para admitir carga rápida (p. ej., smartphones, tablets), es imprescindible la compatibilidad con el protocolo USB PD (Power Delivery 3.0/3.1). El chip de protocolo (p. ej., Cypress CYPD3177) se comunica con dispositivos externos para negociar la potencia de salida (p. ej., 5V/3A, 9V/3A, 15V/4A, 20V/3A) ,lo que permite una adaptación de potencia de 0 a 60W.
Especificaciones de componentes (requisitos de alto rendimiento):
Componentes de potencia: MOSFET de carburo de silicio (SiC) o nitruro de galio (GaN) (Rds(on) ≤10mΩ, frecuencia de conmutación ≥1MHz) – reducen pérdidas de conmutación bidireccional y garantizan eficiencia ≥90% (de lo contrario, la disipación de calor no es sostenible);
Control y comunicación: MCU (p. ej., ESP32, STM32) para reconocimiento de dirección y conmutación de modo, chip de protocolo para negociación de potencia – ambos requieren comunicación en tiempo real (interfaz I2C/SPI).
Protección y diseño térmico:
Funciones de protección: Protección bidireccional contra sobrecorriente (corte cuando ≥8A), protección contra polaridad inversa (sin salida en conexión incorrecta), protección contra sobrecalentamiento (reducción de potencia cuando la temperatura de la PCB ≥85℃), protección contra picos de tensión (diodo TVS ≥30V);
Diseño térmico: Grosor de cobre de PCB 2oz, disipadores de calor para componentes clave (MOSFETs, bobinas), ventilador para dispositivos pequeños (velocidad ≥3000rpm) – previene sobrecalentamiento en picos de potencia.
Requisitos de compatibilidad: Adaptación a múltiples dispositivos (carga: cargadores 5V-20V; descarga: smartphones, tablets, electrodomésticos pequeños). Certificación USB-IF obligatoria (para interfaces USB) – garantiza comunicación ininterrumpida del protocolo.
3.Verificación de escenarios de aplicación: ¿Por qué la interfaz bidireccional 60W es poco común?
Salida de CC 12V 6A: Común en fuentes de router, cargadores de coche, fuentes de LED pequeñas. Productos maduros a tan solo decenas de CNY – barrera técnica baja;
Interfaz bidireccional 60W: Usada en powerbanks premium (p. ej., powerbanks de carga rápida bidireccional Anker), adaptadores de portátil (admite „carga + alimentación inversa“), interfaces bidireccionales de baja potencia en vehículos eléctricos. Los costos del producto suelen ser 2-3 veces más altos que la salida unidireccional – la producción en serie estable solo es posible para marcas líderes.
4.Resumen
Salida de CC 12V 6A: El núcleo es „fuente de alimentación estable unidireccional“ – se basa en topología Buck madura y componentes básicos. Bajos costos, baja dificultad – adecuado para escenarios de alimentación fija de dispositivos electrónicos universales.
Interfaz bidireccional 60W: El núcleo es „adaptación dinámica bidireccional“ – resuelve conmutación de topología, negociación de protocolo y protección bidireccional. Altos costos, alta dificultad – adecuado para escenarios flexibles con „autocarga + alimentación de dispositivos externos“ (p. ej., powerbanks, dispositivos portátiles).
Recomendación de selección de diseño: Si solo se necesita alimentación externa, prefiera la salida de CC 12V 6A (bajos costos, alta fiabilidad). Si se requiere „autocarga y alimentación externa“ simultáneas, es necesario el diseño bidireccional 60W – pero requiere más recursos de I+D para resolver problemas de compatibilidad y estabilidad.
