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安森美半导体连袂伟诠电子推出全新天下级的高能效、高密度USB PD电源适配器妄图

宣布时间:2018年11月19日 15:11    宣布者:eechina
要害词: USB PD , 电源适配器 , NCP1568
USB尺度在赓续演进,能效律例也在日趋严酷。争先的电源半导体供应商安森美半导体应用在电源半导体领域的专长和伟诠在USB PD领域的争先手艺,推出一系列高能效、高密度的USB PD电源适配器,知足市场需求,切合并超出能效尺度,如比来的65 W 超高密度USB PD适配器妄图,支持USB Type-C接口PD 3.0和高通Qualcomm Quick&reg; Charge 3.0TM Class A快充协定,最新的90 W 高密度USB PD适配器妄图支持USB Type-C接口PD 3.0、QC4.0和PPS协定,接纳有源钳位反激(ACF) 拓扑,应用行业尺度的超结FET,功率密度划分为30 W/in^3和20.8 W/in^3,峰值能效划分逾越94%和92%。

USB PD、QC 3.0和QC 4.0简介

USB PD全称USB Power Delivery,即USB功率传输协定,支持同时阻拦数据通讯和高达100 W的电力传输。

QC 3.0是高通第三代快充手艺,其支持的总线电压(VBUS) 规模,Class A为3.6 V至12 V,Class B为3.6 V至20 V。高通的快充手艺现在已生长到第四代即QC4.0,同时支持USB PD。

先进的控制器和驱动器供应高能效、紧凑的ACF USB PD适配器妄图

安森美半导体的65 W和90 W ACF USB PD适配器妄图是现代电源适配器和电池充电器设计的严严重年夜前进。应用在65 W ACF USB PD 适配器中的焦点芯片NCP1568 和NCP51530还获《昔日电子》(EPC)与21IC中国电子网 (21ic.com)评选为2018年度Top 10电源产物奖,这是电子业备受认同着实着实定创新/高品行产物的一个基准。

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图1:紧凑的ACF USB PD适配器妄图(65 W:左一、二;90 W:右)

这两款ACF USB PD适配器妄图都涵盖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,用于须要兼容USB-PD或高通Quick Charge™规格的条记本电脑、平板电脑和其他便携式装备。其中65 W ACF USB PD适配器妄图集成安森美半导体的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,接纳行业尺度的超级结(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适配器妄图集成安森美半导体的功率因数校订(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,接纳行业尺度的 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适配器妄图中还接纳升压追随电路,提升PFC控制性能,并能提升低使命电压效力。

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图2:90 W USB PD电源适配器妄图框图

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图3:NCP1568、NCP51530、WT6615F体现图

NCP1568是一款高度集成的AC-DC脉宽调制(PWM)控制器,接纳ACF拓扑结构,网罗零电压开关(ZVS),用于请求高功率密度和高能效的高频应用(高达1 MHz)。它能够无缝过渡到非一连导电形式(DCM),前进轻载条件下的能效,使待机功耗低于30毫瓦(mW),切合全球能效羁系尺度。自顺应ZVS频率调制供应可变输入电压,优化USB-PD和快速充电的实验。可应用履历证的超结FET或高性能氮化镓(GaN)FET的ACF拓扑结构,外部器件更少,完成更高密度设计。NCP1568接纳小型TSSOP-16封装,具有多重掩护功效。静音腾踊功效扫除使命时的可闻噪声,这是室内电源适配器应用的一个基本需求。

NCP51530是700伏(V)高频率、高边与低边驱动器,可直接驱动高性能电源应用中的两个N沟道功率MOSFET。其特点是快速的静态照顾,30纳秒(ns)的撒播延迟合适高频使命,而5 ns的撒播延迟婚配确保争先市场的能效性能。NCP51530供应异常强固的妄图,不容易受dv/dt(高达50 V/ns)和负瞬态的影响。

伟诠的USB PD控制器WT6615F支持USB PD 3.0尺度和QC 3.0,用于USB Type-C DFP下行端口(源)充电应用,经由历程集成USB PD基带物理层、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位微处置赏罚赏罚器,最年夜限制地增添外部元件数,完成小形状和低物料单(BOM)资源,支持3 V至30 V的宽使命电压规模,无需外部LDO,一再再三可编程的ROM可用于编辑法式模范模范代码及用户装备数据。

两款妄图都集成周全的掩护特点,网罗自顺应输入过压掩护、欠压掩护、过流掩护、短路掩护、电缆压降赔偿、ACF开环掩护等,在完成高能效和高功率密度的同时确保高可靠性。

能效和性能测试

凭证最新的COC V5 Tier 2尺度,待机功耗、匀称能效和10%负载能效需到达以下规格。

输入匀称能效10%负载能效待机功耗
5 V 3 A

81.40%

71.40%

75 mW
9 V 3 A

86.60%

76.60%

 
12 V 3 A

87.40%

77.40%

 
15 V 3 A

87.70%

77.70%

 
20 V 4.5 A

89%

79%

 

经测试,65 W和 90 W ACF USB PD适配器妄图峰值能效划分逾越94%和92%,匀称能效和10%负载能效也都切合并超出COC V5 Tier2尺度,且纹波小,静态性能佳。以90 W妄图为例,能效测试曲线以下:

图4:输入为5 V时(电缆未拔出)的 待机功耗低于75 mW.jpg

图4:输入为5 V时(电缆未拔出)的 待机功耗低于75 mW

图5:匀称能效切合COC Tier2尺度.jpg

图5:匀称能效切合COC Tier2尺度

在115 Vac和230 Vac的测试条件下,输入20 V时,测得90 W ACF USB PD妄图的满载能效逾越92%。在230 Vac的测试条件下,输入5 V、0.5 A时的纹波低于100 mV。

总结

安森美半导体和伟诠电子协作推出的65 W和90 W ACF USB PD电源适配器妄图接纳ACF拓扑,高能效、低待机功耗,切合并超出COC V5 Tier2能效尺度,应用行业尺度的超级结FET,且使命的高频率年夜幅缩减元件尺寸,完成高功率密度,周全的掩护特点确保高可靠性和高强固性,纹波和静态性能极佳,使设计职员能快速开发出支持USB-PD和高通Quick Charge™规格的紧凑的、高能效电源适配器。
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