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【CTIMES/SmartAuto 报导】   2018年11月22日 星期四

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电源半导体供应商安森美半导体和伟诠合作推出一系列高能效、高密度的USB PD电源转换器,不仅满足市场小型化需求,并且符合超越能效标准COC tier2,如最近的65 W 超高密度USB PD转换器方案,支援USB Type-C介面PD 3.0和高通QuickR Charge 3.0TM Class A快充协议,最新的90 W 高密度USB PD转换器方案支援USB Type-C介面PD 3.0、QC4.0和PPS协议,采用主动钳位返驰式(Active Clamp Flyback;ACF)拓扑,搭配使用一般普遍的Supper Junction MOSFET,功率密度分别可以达到30 W/in^3和20.8 W/in^3,峰值能效分别超过94%和92%。

安森美半导体与伟诠电子共同合作推出全新的高能效、高密度USB PD电源转换器方案
安森美半导体与伟诠电子共同合作推出全新的高能效、高密度USB PD电源转换器方案

USB PD全名为USB Power Delivery,透过USB功率传输协议,可以同时进行数据通讯和高达100 W的电力传输。

QC 3.0是高通第三代快充技术,其支援的汇流排电压(VBUS)范围,Class A为3.6 V至12 V,Class B为3.6 V至20 V。高通的快充技术如今已发展到第四代即QC4.0,同时支援USB PD。

安森美半导体的65 W和90 W ACF USB PD转换器方案是目前电源转换器和电池充电器设计中的重大进步。使用在65 W ACF USB PD 转换器中的核心晶片NCP1568 和NCP51530还获《今日电子》(EPC)与21IC中国电子网(21ic.com)评选为2018年度Top 10电源产品奖,这是在电子业里,创新与高品质备受肯定与认同的荣誉与标竿。

这两款ACF USB PD转换器方案都涵盖5V 到 20V的PD 3.0规格和3.6 V至12 V/3 A的QC 3.0 Class A规格,用於需要相容USB-PD或高通Quick ChargeTM规格的笔记型电脑、平板电脑和其他可携式装置。

其中65 W ACF USB PD转换器方案,整合了安森美半导体的ACF控制器NCP1568、高速半桥驱动器NCP51530、同步整流控制器NCP4305、伟诠的WT6615F PD控制器,采用一般普遍的 SJ FET,占板尺寸仅1.66” x 1.78” x 0.70”,功率密度达30 W/in^3;90 W ACF USB PD转换器方案,整合了安森美半导体的功率因数校正(PFC)控制器NCP1622、ACF控制器NCP1568、高速半桥驱动器NCP51530、同步整流控制器NCP4306、伟诠的WT6615F PD控制器,采用一般普遍的 SJ FET,占板尺寸仅2.48” x 2.48” x 0.82”,功率密度达20.8 W/in^3。

90 W ACF USB PD转换器方案中还采用升压跟随电路,更进一步提升PFC控制性能,并且提升低工作电压时的效率。

NCP1568是一款高度整合的AC-DC脉宽调变(PWM)控制器,采用ACF拓扑结构,具有零电压开关(zero-voltage-switching;ZVS)特性,适用於高频(高达1 MHz)、高功率密度和高能效的应用。它能够很自然平顺的从连续导通模式(Continuous-Conduction Mode;CCM)切换至非连续导电模式(DCM),并且进入降频模式,不仅提高轻载条件下的能效,并且使待机功耗低於30毫瓦(mW),符合全球能效监管标准。自适应式ZVS频率调变提供可变输出电压,优化USB-PD和快速充电的实施。

可使用经验证的超结FET或高性能氮化??(GaN)FET的ACF拓扑结构,外部元件更少,实现更高密度设计。NCP1568采用小型TSSOP-16封装,具有多重保护功能。静音跳跃(quite skip)功能消除工作时的声频噪声(audible noise),这是室内电源转换器应用的一个基本需求。

NCP51530是700伏(V)高频率、高边与缘边半桥式闸极驱动器,可直接驱动高性能电源应用中的两个N通道功率MOSFET。其特点是快速的动态回应,30奈秒(ns)的传播延迟时间,非常适合高频工作,而5 ns的传播延迟匹配确保领先市场的能效性能。NCP51530提供非常强固的方案,不易受dv/dt(高达50 V/ns)和负瞬态的影响。

伟诠的USB PD控制器WT6615F支援USB PD 3.0规范和QC 3.0,用於USB Type-C DFP下行埠(Downstream Port)(源)充电应用,透过整合USB PD基频实体层、Type-C检测、并联稳压器、电压和电流检测、负载开关的MOSFET控制器和8位元微处理器,最大限度地减少外部元件数,实现小型化和降低物料 (BOM)成本,支持3 V至30 V的宽工作电压范围,无需外部低压差稳压器(LDO),多次可编程的ROM可用於编辑程式代码及用户配置数据。

两款方案都整合全面的保护功能,包括自适应输出过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、电缆压降补偿、ACF开环保护等,在实现高能效和高功率密度的同时确保高可靠性。

安森美半导体和伟诠电子合作推出的65 W和90 W ACF USB PD电源转换器方案采用ACF拓扑,高能效、低待机功耗,符合并超越COC V5 Tier2能效标准,使用一般普遍的SJ FET,且工作的高频率大幅缩减元件尺寸,实现高功率密度,全面的保护功能确保高可靠性和高强固性,纹波和动态性能极隹,使设计人员能快速开发出支援USB-PD和高通Quick ChargeTM规格的高功率密度、高能效电源转换器。

關鍵字: USB PD  电源转换器  安森美半导体  偉詮電子 
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