随着移动设备的功率需求呈指数级增长，快充技术在过去几年得到了迅猛发展。在 2020 年末，手机市场如苹果、小米和三星等开始不再提供手机包装内附送的适配器。这一变化不仅引发了零件市场适配器的又一波需求热潮，同时也印证了快充适配器市场的两大显著趋势。
个趋势是对多端口适配器的需求日益增长。传统的手机随附适配器，无论功率大小，通常都只提供单个 USB 端口。当不再附送适配器后，传统的 “一部手机配一个适配器” 的概念便失去了意义，因为客户开始更倾向于多个 USB 端口设计的适配器。现代消费者在日常生活中会使用大量的电子设备，如手机、平板电脑和笔记本电脑等。无论是在家中还是在旅途中，拥有一个可以同时为多个设备供电的适配器，无疑是的充电方式。
第二个趋势是适配器需要适用于超过 100W 的更高功率水平。随着快充技术的不断发展，大多数适配器的功率水平也在持续提高。USB PD 协议允许高达 20V 的充电电压和 5A 充电电流。截至目前，考虑到量产成本以及单个便携式设备实际充电要求等因素，市场上大多数产品附送适配器功率仍低于 65W。然而，为多个设备充电需要更高的功率，许多零件市场的多端口适配器已经突破了传统的功率限制。而且，由于能够为更多设备充电，即使成本有所提高，也变得可以接受。因此，额定功率超过 100W 的大功率适配器正逐步成为主流产品。
对于功率 65W 的适配器，单级反激拓扑一直是常用的解决方案。特别是对于具有宽输入和输出电压范围的单端口快充适配器而言，反激解决方案无需额外的 DC/DC 功率级即可适应多种电压组合。然而，基于上述两大趋势，市场需要快充适配器解决方案进行变革。一方面，大多数地区对电源都有强制的功率因数规范，当额定功率超过一定水平时，需要在前端进行功率因数校正（PFC）。另一方面，反激解决方案很难满足 100W 以上应用的效率和功率密度要求。
由于多端口适配器要求每个端口都能够独立调节输出电压，因此每个端口必须有自己的 DC/DC 级。这意味着主电源只需提供固定的输出电压，无需提供可调电压。这使得两级 PFC + LLC 组合控制器成为更适合多端口大功率适配器的解决方案。LLC 是一种谐振变换器，它可在宽负载范围内实现零电压开关（ZVS）。输入端为 PFC，输出端为 DC/DC，LLC 解决方案实现了比反激解决方案更高的效率和功率密度。
以 MPS 的 HR1211 为例，它是一款数字 PFC + LLC combo 控制器，可用于大功率多端口 PD 适配器设计。该 PFC + LLC combo 控制器是多端口适配器的理想解决方案。HR1211 中的混合控制方案允许 PFC 级的连续导通模式（CCM）和断续导通模式（DCM）。在满载条件下，CCM 降低了传导损耗（尤其是在低压线路输入时）和电感尺寸要求。与此同时，LLC 级通过自适应死区时间追踪技术实现了电流控制模式，保证了 ZVS 操作在任何条件下都具有死区时间，限度地降低了 LLC 变换器的开关和传导损耗。这些特性对于实现高效率和高功率密度至关重要。在具有 3C1A USB 端口的 100W PD 适配器中，从 AC 到 LLC 输出的满载效率接近 95%。基于此，我们可以在非常小的尺寸（76mmx61mmx29mm）下实现 100W 大功率适配器，而且可以轻松控制温升。在 20V/5A 的连续满载工作条件下，该解决方案的温度为 77°C。
HR1211 的专有控制方案还具有卓越的轻载性能。随着负载的降低，该解决方案将逐步将 PFC 操作从 CCM 模式改为 DCM 模式，并降低开关频率。在轻载条件下，LLC 控制采用 PFM 模式和突发模式来降低 LLC 变换器的等效开关频率，从而降低开关损耗。当输出电压为 20V 时，USB Type - C 输出之一从 10% 负载到满载时，PFC + LLC combo 可以分别实现 88.3% 的高压线路平均效率和 89% 的低压线路平均效率，轻松满足效率规范。
该解决方案的另一个优势是采用数字化设计，更具灵活性。它不仅外部电路相当简单，而且 HR1211 芯片具有数字内核和多次可编程（MTP）存储器，因而具有丰富的可编程性。可以通过基于 UART 的通信接口和图形用户界面（GUI）编程各种操作模式里的关键参数、开关特性、调整率以及转换阈值。凭借这种灵活的数字化设计，我们可以根据给定设计轻松优化效率、纹波、噪声和保护等各类性能。这一点对于快速发展的市场，如大功率快速充电适配器市场尤为重要。一旦市场对电源规格、外形规格或性能规范提出新的需求，PFC + LLC combo 控制器都能够快速做出响应。
