USBPD 3.0 和 Type-C 连接器的采用有望使以前细分的电子市场的电源适配器标准化。旅行者需要为笔记本电脑和手机携带单独适配器的日子已经一去不复返了。售后适配器制造商正致力于服务这一新的市场机会。对高效率、高性价比更高功率密度解决方案的需求从未如此强烈
　　额定功率低于 75W 的适配器可分为：输入滤波器、二极管整流器、输入和输出电容器、IC 控制器、辅助电源、磁性元件、功率器件和散热器。集成解决方案在缩小和简化转换器方面取得了长足进步，目前的剩余组件是磁性元件、输入“大容量”电容器、输出电容器和 EMI 输入级。大量研究和工程工作都集中在高频 AC/DC 转换器设计上，以减小磁性元件的尺寸。然而，输入大容量电容器占用的体积与适配器内的磁性元件相同或更大。
　　Power Integrations 的一款新 IC MinE-CAP 旨在解决通用输入设计的输入大容量电容优化问题。使用 Power Integrations 的 PowiGaN 氮化镓技术，MinECAP 可以安全地在通用输入设计中使用额定电压为 160 V 的电容器，从而将大容量电容器体积减少高达 50%。
　　MinE-CAP 是一种低阻抗开关电路，与低压电容器（图 1 中的 CLV）串联。它监控 CLV 两端的电压，并在输入线电压在阈值附近增加/减少时连接和断开电容器。MinE-CAP 电路可与高频功率转换级配对，以限度地节省空间。
　　系统考虑事项

　　通用电源适配器的经验法则是，当设计考虑因素低至 90 VAC 时，直流总线电容值（单位为F）应选择为输出功率要求（单位为瓦）的 1.5 到 2 倍。对于仅高压线路应用，总电容可以显著降低。考虑到这一关键概念，MinE-CAP 可使设计人员显著减小输入大容量电容器的尺寸。下图显示了典型 MinE-CAP 应用的原理图布局。

　　图 1. 典型的 MinE-CAP 应用
　　CHV 是一种高压电容器（额定电压为 400 V），通常占总电容的 20% 左右。CLV 是一种低压电容器（额定电压为 160 V），占总电容的 80% 左右。这种电容分割使电容器体积多可减少 50%，从而使适配器整体尺寸多可减少 40%。

　上图是典型的 65 W 适配器，需要单个 400 V、100 ?F 电容器。下图显示了在完全相同的 65 W 适配器设计中使用 MinE-CAP 所节省的空间。总输入电容分为两个 160 V、47F 电容器和一个 400 V、22 ?F 电容器。因此，总电容实际上增加了 16%，同时，大容量电容器的体积减少了 40%。

　　图 3. 用于低线启动的充电算法
　　典型应用
　　设计人员可以采用现有设计并修改输入大容量电容级，以减少输入级占用的空间。这样他们就可以缩小外壳，或者相反，他们可以在同一个外壳内添加更多电容并增加功率。
　　MinE-CAP 的另一个设计用途是用于需要峰值功率传输的应用。板载协议芯片越来越多地与被充电设备进行双向通信。这些芯片通常监控和适配器温度、故障和功率传输能力。设计人员利用这种双向通信来提供 1.5 到 2 倍的标称功率。这些峰值功率算法显著缩短了充电时间。然而，输入大容量电容限制了峰值功率传输能力。使用 MinE-CAP，可以使用相同的空间显著增加输入大容量电容。这即使在低线路下也能延长峰值功率传输时间。
　　MinE-CAP 基础知识
　　MinE-CAP 通过充电和监控 CLV 两端的电压来工作，仅在需要输入电容时才在低交流线路上将此电容器引入电路。MinECAP 旨在根据需要在每个线路交流周期内动态地接合和断开 CLV。因此，电源在整个指定输入电压范围内平稳运行。对于图 2 中引用的设计，有效低线路总大电容为 116 ?F，而有效高线路大电容为 22 ?F。
　　当系统处于高压状态时，MinE-CAP 通过 VTOP 和 VBOT 测量 CLV 上的差分电压。它会调节 CLV 上的电压，以在出现线路或负载阶跃时支持电力输送。
　　MinE-CAP 启动
　　传统上，启动时流入大容量电容器的浪涌电流会影响保险丝、桥式整流器和电容器的可靠性，因为该电流仅受线路阻抗和输入滤波器的限制。随着适配器功率额定值的增加，浪涌电流也会增加，通常需要使用 NTC 热敏电阻来保护保险丝和二极管桥。然而，NTC 热敏电阻会降低系统的整体效率，并在输入级增加热点。因此，保险丝和二极管桥通常尺寸过大，而热敏电阻尺寸过小，以限制其对系统效率的影响。
　　在 MinE-CAP 设计中，80% 的大容量电容在启动时与应用脱离。在低压启动条件下 (VIN < 150 VAC)，MinE-CAP 执行控制的 CLV 主动充电。在低压启动条件下，在启用 DC/DC 转换器之前，预充电 CLV 以支持全功率能力非常重要。MinE-CAP IC 将内部高压开关配置为电流源，以提供、恒定电流、脉冲充电的 CLV，见图 3。这种方法允许快速充电 CLV，并确保电源准备好在从初始 AC 线路连接开始的 250 毫秒内提供全功率。这种受控的 CLV 充电使 MinE-CAP 设计能够消除浪涌 NTC 热敏电阻，通过消除热点和提高转换效率来改善整体系统设计。
　　对于高压线路应用 (VIN > 150 VAC)，CHV 单独支持全功率传输。MinE-CAP 执行 CLV 的缓慢充电并将电压调节至电容器额定电压以下。这可改善线路断电导致的电源保持时间。
　　保护功能
　　除了的启动算法外，MinE-CAP 还集成了一系列保护功能，包括过热、引脚开路/短路故障检测和浪涌保护。发生故障时，MinE-CAP 会将 CLV 从系统中分离出来。为了防止系统进一步损坏，MinE-CAP 通过 L 引脚将故障信息传达给电源转换级。此多用途引脚还用于在正常工作条件下将直流总线电压信息传达给电源控制器 IC。
　　GaN 供电的 MinE-CAP 可在通用输入设计中使用额定电压为 160 V 的电容器，而这些设计通常仅限于额定电压为 400 V 的电容器，从而节省空间，相当于采用更高开关频率所节省的空间。精密启动算法消除了对 NTC 热敏电阻的需求，而不会影响终用户体验。直流总线电压和故障信息通过 L 引脚传送到 DC/DC 转换器。将 MinE-CAP 与 InnoSwitch IC 系列配对可限度地提高集成度、限度地减少元件数量、简化布局并优化电源尺寸。