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安森美半導體與偉詮電子共同合作 推出全新的高能效、高密度USB PD電源轉換器方案
 

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

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電源半導體供應商安森美半導體和偉詮合作推出一系列高能效、高密度的USB PD電源轉換器,不僅滿足市場小型化需求,並且符合超越能效標準COC tier2,如最近的65 W 超高密度USB PD轉換器方案,支援USB Type-C介面PD 3.0和高通QuickR Charge 3.0TM Class A快充協議,最新的90 W 高密度USB PD轉換器方案支援USB Type-C介面PD 3.0、QC4.0和PPS協議,採用主動鉗位返馳式(Active Clamp Flyback;ACF)拓撲,搭配使用一般普遍的Supper Junction MOSFET,功率密度分別可以達到30 W/in^3和20.8 W/in^3,峰值能效分別超過94%和92%。

安森美半導體與偉詮電子共同合作推出全新的高能效、高密度USB PD電源轉換器方案
安森美半導體與偉詮電子共同合作推出全新的高能效、高密度USB PD電源轉換器方案

USB PD全名為USB Power Delivery,透過USB功率傳輸協議,可以同時進行數據通訊和高達100 W的電力傳輸。

QC 3.0是高通第三代快充技術,其支援的匯流排電壓(VBUS)範圍,Class A為3.6 V至12 V,Class B為3.6 V至20 V。高通的快充技術如今已發展到第四代即QC4.0,同時支援USB PD。

安森美半導體的65 W和90 W ACF USB PD轉換器方案是目前電源轉換器和電池充電器設計中的重大進步。使用在65 W ACF USB PD 轉換器中的核心晶片NCP1568 和NCP51530還獲《今日電子》(EPC)與21IC中國電子網(21ic.com)評選為2018年度Top 10電源產品獎,這是在電子業裡,創新與高品質備受肯定與認同的榮譽與標竿。

這兩款ACF USB PD轉換器方案都涵蓋5V 到 20V的PD 3.0規格和3.6 V至12 V/3 A的QC 3.0 Class A規格,用於需要相容USB-PD或高通Quick ChargeTM規格的筆記型電腦、平板電腦和其他可攜式裝置。

其中65 W ACF USB PD轉換器方案,整合了安森美半導體的ACF控制器NCP1568、高速半橋驅動器NCP51530、同步整流控制器NCP4305、偉詮的WT6615F PD控制器,採用一般普遍的 SJ FET,占板尺寸僅1.66” x 1.78” x 0.70”,功率密度達30 W/in^3;90 W ACF USB PD轉換器方案,整合了安森美半導體的功率因數校正(PFC)控制器NCP1622、ACF控制器NCP1568、高速半橋驅動器NCP51530、同步整流控制器NCP4306、偉詮的WT6615F PD控制器,採用一般普遍的 SJ FET,佔板尺寸僅2.48” x 2.48” x 0.82”,功率密度達20.8 W/in^3。

90 W ACF USB PD轉換器方案中還採用升壓跟隨電路,更進一步提升PFC控制性能,並且提升低工作電壓時的效率。

NCP1568是一款高度整合的AC-DC脈寬調變(PWM)控制器,採用ACF拓撲結構,具有零電壓開關(zero-voltage-switching;ZVS)特性,適用於高頻(高達1 MHz)、高功率密度和高能效的應用。它能夠很自然平順的從連續導通模式(Continuous-Conduction Mode;CCM)切換至非連續導電模式(DCM),並且進入降頻模式,不僅提高輕載條件下的能效,並且使待機功耗低於30毫瓦(mW),符合全球能效監管標準。自適應式ZVS頻率調變提供可變輸出電壓,優化USB-PD和快速充電的實施。

可使用經驗證的超結FET或高性能氮化鎵(GaN)FET的ACF拓撲結構,外部元件更少,實現更高密度設計。NCP1568採用小型TSSOP-16封裝,具有多重保護功能。靜音跳躍(quite skip)功能消除工作時的聲頻噪聲(audible noise),這是室內電源轉換器應用的一個基本需求。

NCP51530是700伏(V)高頻率、高邊與緣邊半橋式閘極驅動器,可直接驅動高性能電源應用中的兩個N通道功率MOSFET。其特點是快速的動態回應,30奈秒(ns)的傳播延遲時間,非常適合高頻工作,而5 ns的傳播延遲匹配確保領先市場的能效性能。NCP51530提供非常強固的方案,不易受dv/dt(高達50 V/ns)和負瞬態的影響。

偉詮的USB PD控制器WT6615F支援USB PD 3.0規範和QC 3.0,用於USB Type-C DFP下行埠(Downstream Port)(源)充電應用,透過整合USB PD基頻實體層、Type-C檢測、並聯穩壓器、電壓和電流檢測、負載開關的MOSFET控制器和8位元微處理器,最大限度地減少外部元件數,實現小型化和降低物料 (BOM)成本,支持3 V至30 V的寬工作電壓範圍,無需外部低壓差穩壓器(LDO),多次可編程的ROM可用於編輯程式代碼及用戶配置數據。

兩款方案都整合全面的保護功能,包括自適應輸出過壓保護、欠壓保護、過流保護、短路保護、電纜壓降補償、ACF開環保護等,在實現高能效和高功率密度的同時確保高可靠性。

安森美半導體和偉詮電子合作推出的65 W和90 W ACF USB PD電源轉換器方案採用ACF拓撲,高能效、低待機功耗,符合並超越COC V5 Tier2能效標準,使用一般普遍的SJ FET,且工作的高頻率大幅縮減元件尺寸,實現高功率密度,全面的保護功能確保高可靠性和高強固性,紋波和動態性能極佳,使設計人員能快速開發出支援USB-PD和高通Quick ChargeTM規格的高功率密度、高能效電源轉換器。

關鍵字: USB PD  電源轉換器  安森美半導體  偉詮電子 
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