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安森美半导体与伟诠电子合作推出全系列USB PD壁式充电器参考设计

2017年08月11日 15:57 次阅读
针对当前市场需求和最新的USB标准,领先的电源半导体供应商安森美半导体宣布携手USB PD控制器领域的领导者伟诠电子,合作推出全系列USB PD壁式充电器参考设计,包括支持USB type-c接口PD 3.0和高通Qualcomm Quick® Charge 3.0TM Class A快充协议的45 W USB PD 3.0电源适配器方案。

USB type-c、USB PD和QC 3.0简介

USB type-c 是新一代通用串行总线连接器、端口和电缆规范,支持双向电源和正反逆插,支持更高的充电功率和达10 Gbps的数据传输速率,被越来越广泛地应用于便携式设备。 USB PD全称USB Power Delivery,即USB功率传输协议,支持数据通信和高达100 W的功率传输,启动时默认支持5 V@3A,可根据需要调至27 W、45 W、60 W、100 W等,并支持额外的功率和电压选择。USB PD 3.0是USB-IF组织发布的最新协议,旨在一统快速充电技术规范的可编程电源(PPS,Programmable Power Supply)。USB PD3.0输出电压范围从5V扩展到3 V至21 V,步进调幅电压为20 mV。 QC 3.0是高通第三代快充技术,其支持的总线电压(VBUS) 范围,Class A为3.6 V至12 V,Class B为3.6 V至20 V。QC 3.0在分立模式下等同于QC 2.0,以0 V、0.6 v、3.3 V三级逻辑通过静态D+/D- 值选择VBUS;在连续模式下,新的QC 3.0以200 mV小步幅增加或降低VBUS,让便携式设备选择最适合的电压达到理想充电效率,更具灵活性,其最大负载电流限制为3 A,最高功率可达60 W。高通的快充技术如今已发展到第四代即QC4,电压档细分为以20mV为一档,同时支持USB PD。

45 W USB PD 3.0电源适配器方案实现紧凑、高能效的设计

安森美半导体和伟诠共同推出的45W USB PD 3.0电源适配器方案涵盖5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V3A 、20V/2.25A的PD 3.0规格和3.6 V至12 V/3 A的QC 3.0 Class A规格,额定输出功率45 W,平均能效超过90%,待机功耗低于30 mW,符合最新的能效标准,且占板尺寸仅57mmx36mmx19mm,功率密度达1.15W/cm3,此外,该方案还集成全面的保护机制,包括自适应的输出过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、电缆压降补偿、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,工程师采用该方案可轻松设计出支持PD 3.0或QC 3.0的高能效、高功率密度和高度可靠的电源适配器,用于智能手机、平板电脑和笔记本电脑等应用。 该设计主要采用安森美半导体的初级端高频准谐振反激式PWM控制器NCP1340、次级端同步整流控制器NCP4306、同步FET NTMFS6B03、开关FET ATP104和伟诠的PD3.0协议控制器WT6632F/WT6615F。方案框图如图1所示。 图1:45 W USB PD3.0电源适配器方案框图 准谐振反激+同步整流的架构有利于实现高功率密度和高能效。在该方案中,安森美半导体的NCP1340采用准谐振电流模式控制,工作频率高达150 KHz,集成X电容放电功能和新一代跳周期模式,谷底锁定开关运行机制避免因谷底数不稳定所产生的音频噪声问题,配以同步整流控制器NCP4306,通过超快关断触发、极短导通延时和强大的驱动能力降低整流二极管导通损耗。同步FET NTMFS6B03导通电阻低至4.8 m?,最大限度地降低导通损耗,低门极电荷和电容最大限度地降低驱动损耗。而输出FET采用单P沟道ATPAK功率MOSFET ATP104,具备低导通电阻、大电流、纤薄的封装和4.5 V驱动能力。 伟诠的USB PD控制器WT6632F/WT6615F支持USB PD 3.0规范和QC 3.0,用于USB type-c DFP下行端口(源)充电应用,通过集成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位微处理器,最大限度地减少外部元件数,实现小外形和低物料单(BOM)成本,支持3 V至30 V的宽工作电压范围,无需外部LDO,多次可编程的ROM可用于编辑程序代码及用户配置数据。 图2:45 W USB PD3.0电源适配器方案电路原理图 该方案在230 Vac、满载条件下的开关频率高达约130 KHz。

能效和性能测试

我们在90 Vac、115 Vac、230 Vac、264 Vac 条件下,测得该方案于5 V输出(电缆未插入)的待机功耗都低于27 mW,在评估板端测得在115 Vac和230 Vac的条件下,20 V/2.25 A输出的平均能效超过90%。 图3:能效测试曲线 当拔除电缆时, MOSFET快速关断,当再次插入电缆、总线电压Vbus降至5 V时,MOSFET快速导通。此外,我们在上述所有条件下测得的纹波和噪声都低于100 mV, 动态性能出色,散热性良好。 图4:热图像@20V2.25A 现已被安森美半导体收购的Fairchild与伟诠合作推出经实践证实的高能效方案仍将提供给客户,且配备相应的评估板和使用指南: Ø 支持USB PD 2.0的24 W电源适配器方案,输出电压涵盖5 V、9 V、12 V,采用离线准谐振PWM控制器FAN602MX、次级端同步整流控制器FAN6240M6X和伟诠的USB PD控制器WT6630P Ø 支持USB PD 3.0+PPS的25 W电源适配器方案,输出电压涵盖5 V、9 V,采用离线准谐振PWM控制器FAN604HMX、次级端同步整流控制器FAN6240M6X和伟诠的USB PD控制器WT6615F Ø 支持USB PD 3.0+QC 3.0的65 W电源适配器方案,采用离线准谐振PWM控制器FAN604HMX、次级端同步整流控制器FAN6240M6X和伟诠的USB PD控制器WT6632F/WT6615F。

总结

USB Type-C接口和USB PD协议将成为市场的主流。安森美半导体利用在电源半导体领域的专长和伟诠在USB PD领域的领先技术,合作推出全系列USB PD壁式充电器参考设计以满足市场需求。其中,45 W USB PD3.0电源适配器方案,支持USB Type-C PD 3.0和QC 3.0协议,工作频率高达150KHz,功率密度达1.15 W/cm3,待机功耗低于30 mW,完全符合各项能效标准,且具备高达90%的平均能效,和出色的纹波及动态性能,使设计人员能快速设计出支持USB PD 3.0和QC 3.0的紧凑和高能效的电源适配器,用于智能手机、平板电脑和笔记本电脑等应用。此外,该方案还易于扩展输出功率至60 W。 Qualcomm Quick Charge是Qualcomm Technologies, Inc的產品。Qualcomm是Qualcomm Incorporated在美國和其他國家的註冊商標。Quick Charge是Qualcomm Incorporated的註冊商標。USB Type-C 和 USB-C是USB Implementers Forum的註冊商標。

关于安森美半导体

安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达克上市代号:ON)致力于推动高能效电子的创新,使客户能够减少全球的能源使用。安森美半导体领先于供应基于半导体的方案,提供全面的高能效电源管理、模拟、传感器、逻辑、时序、互通互联、分立、系统单芯片(SoC)及定制器件阵容。公司的产品帮助工程师解决他们在汽车、通信、计算机、消费电子、工业、医疗、航空及国防应用的独特设计挑战。公司运营敏锐、可靠、世界一流的供应链及品质项目,一套强有力的守法和道德规范计划,及在北美、欧洲和亚太地区之关键市场运营包括制造厂、销售办事处及设计中心在内的业务网络。更多信息请访问http://www.onsemi.cn。

关于伟诠电子

伟诠电子股份有限公司(TWSE: 2436)成立于1989年,位于“台湾硅谷”新竹科学工业园区,定位为无晶圆厂之集成电路公司 (Fabless IC Company),是台湾知名的IC设计公司之一,专长于集成电路产品的企划、设计、测试、应用与营销。进一步信息,请浏览www.weltrend.com。

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Power Integrations与伟诠电子联...

安森美半导体扩展图像传感器阵容 包括高端监控的商...

近日, 推动高能效创新的安森美半导体正扩展Interline Transfer EMCCD (IT-...
发表于 2017-04-12 01:09 336次阅读
安森美半导体扩展图像传感器阵容 包括高端监控的商...

安森美半导体推出AR0521 CMOS图像传感器...

近日,推动高能效创新的安森美半导体推出AR0521 CMOS图像传感器,这是安森美半导体首款基于2....
发表于 2017-04-08 01:11 573次阅读
安森美半导体推出AR0521 CMOS图像传感器...

安森美半导体宣布在欧洲成立新传感器融合设计中心

安森美半导体(ON Semiconductor,),宣布在欧洲设立一个新的传感器融合设计中心。该中心...
发表于 2017-03-09 01:04 385次阅读
安森美半导体宣布在欧洲成立新传感器融合设计中心

安森美半导体图像传感器增强数字X光机拍摄的病人安...

2017年3月8日 — 推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达克...
发表于 2017-03-08 18:16 262次阅读
安森美半导体图像传感器增强数字X光机拍摄的病人安...

安森美半导体推出创新的模块化汽车成像平台

2017年3月1日 — 推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达克...
发表于 2017-03-01 15:42 308次阅读
安森美半导体推出创新的模块化汽车成像平台

要实现汽车主动安全,ADAS是关键

汽车行业正向自动驾驶迈进,汽车设计和开发人员也越来越注重汽车系统的主动安全。要实现主动安全和自动驾驶...
发表于 2017-02-27 17:56 587次阅读
要实现汽车主动安全,ADAS是关键

艾睿电子荣膺安森美半导体的年度全球分销商

科罗拉多百州年市,艾睿电子公司宣布,本月早些时候艾睿电子被安森美半导体 颁予“年度全球分销商”和“年...
发表于 2017-02-21 14:34 362次阅读
艾睿电子荣膺安森美半导体的年度全球分销商

安森美半导体图像传感器成就获奥斯卡奖的ARRI的...

2017年2月14日 — 世界上最大的电影设备制造商Arnold & Richter Cine Te...
发表于 2017-02-15 01:07 362次阅读
安森美半导体图像传感器成就获奥斯卡奖的ARRI的...

高度集成的电容式数字转换器为汽车及工业系统 提供...

2017年1月18日 — 推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达...
发表于 2017-01-18 18:47 215次阅读
高度集成的电容式数字转换器为汽车及工业系统 提供...

安森美半导体2016年如何实现超越市场?

安森美半导体的目标一直是超越市场,我们已在2016年持续实现了这一目标。我们的策略是专注于关键应用领...
发表于 2017-01-17 10:03 338次阅读
安森美半导体2016年如何实现超越市场?

安森美半导体全面的IPM方案满足工业、汽车和消费...

智能功率模块(IPM),是指集成驱动和保护电路到单个封装的模块化方案,较分立方案减少占板空间,提升系...
发表于 2017-01-11 15:35 360次阅读
安森美半导体全面的IPM方案满足工业、汽车和消费...

安森美半导体获得CEVA 图像和视觉平台授权许可...

专注于智能互联设备的全球领先信号处理IP授权公司CEVA宣布安森美半导体已经获得CEVA图像和视觉平...
发表于 2017-01-10 11:12 281次阅读
安森美半导体获得CEVA 图像和视觉平台授权许可...

安森美半导体和Hexius半导体扩展 下一代混合...

2017年1月10日 — 推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达...
发表于 2017-01-10 09:40 222次阅读
安森美半导体和Hexius半导体扩展 下一代混合...

安森美半导体获华为技术公司 颁发两项具声望的合作...

2017 年 1 月9日 — 推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳...
发表于 2017-01-09 13:59 207次阅读
安森美半导体获华为技术公司 颁发两项具声望的合作...

安森美半导体在物联网及无线医疗技术方面的独创性获...

2016 年 12 月 16 日 — 推动高能效创新的安森美半导体被美国消费技术协会(CTA)™选为...
发表于 2016-12-19 16:17 141次阅读
安森美半导体在物联网及无线医疗技术方面的独创性获...

一张图看懂高通QC1.0-QC4.0快充进化之路...

快充技术日新月异,快充市场百家争鸣的今天,高通QC快充依然主导着市场。如今QC快充已发展到第四代,每...
发表于 2016-12-12 17:04 62185次阅读
一张图看懂高通QC1.0-QC4.0快充进化之路...

安森美半导体将于Electronica 2016...

推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor),将在今年的慕尼黑电子展重点专注于四...
发表于 2016-09-14 16:15 216次阅读
安森美半导体将于Electronica 2016...

安森美创新的ATPAK封装汽车功率MOSFET

安森美半导体创新的ATPAK封装不仅可使功率MOSFET外形更纤薄,其采用的夹焊技术更可实现达100...
发表于 2016-08-08 16:58 398次阅读
安森美创新的ATPAK封装汽车功率MOSFET

一次性可编程时钟产生器OmniClock可提供最...

OmniClock系列支持从8 kHz到200 MHz的任意输出频率,有三个单端时钟输出(LVCMO...
发表于 2016-07-07 13:49 368次阅读
一次性可编程时钟产生器OmniClock可提供最...

大联大友尚推出的双向QC3.0快充移动电源完整解...

2016年5月17日,致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下友尚推出...
发表于 2016-05-17 14:13 1860次阅读
大联大友尚推出的双向QC3.0快充移动电源完整解...

高通QC3.0的技术细节详解

快充技术自推出以来一直好评连连,在现在这个大屏幕的手机时代,电池容量也随之增加,手机充电的速度不能如...
发表于 2016-04-21 13:41 4038次阅读
高通QC3.0的技术细节详解

用快充技术给手机充电安全吗?

随着手机进入到智能机时代,人们对于智能机的依赖程度与日俱增,可以看到的是,手机的屏幕变得越来越大,但...
发表于 2016-03-04 17:13 1275次阅读
用快充技术给手机充电安全吗?

揭秘:快充并没有看上去的那么简单

快充技术发展到今天可以说已经比较成熟。在电池技术无法取得突破性成果的今天,快速充电技术可以说是最佳以...
发表于 2016-03-04 14:06 1605次阅读
揭秘:快充并没有看上去的那么简单

唯快不破——快充真的有那么快吗?

当快充技术出现的时候,让我们这些手机党瞬间感受到春天般的温暖。今天我们就来扒一扒快充技术背后的故事。
发表于 2016-03-03 08:05 7374次阅读
唯快不破——快充真的有那么快吗?

电子芯闻早报:大疆精灵4发布,可穿戴公司相继融资

3月2日凌晨,DJI大疆创新在纽约正式发布了大疆精灵Phantom 4,大陆地区官方售价为8999元...
发表于 2016-03-02 10:12 718次阅读
电子芯闻早报:大疆精灵4发布,可穿戴公司相继融资

iPhone不支持快充有什么原因?

然而,有一项功能却是例外,那就是快速充电。现在各大安卓手机厂商都在快充上花了不少力气,苹果却丝毫没有...
发表于 2016-02-29 10:17 15574次阅读
iPhone不支持快充有什么原因?

这些快速充电技术你了解多少?

在2015年,支持快速充电技术的移动设备越来越多,如果一部手机不支持快速充电技术已经不好意思说自己属...
发表于 2016-02-26 13:49 11937次阅读
这些快速充电技术你了解多少?

2016快充元年到来,看PI如何实现快速充电

相比于飞速发展的手机硬件性能,电池技术的进步可谓“龟速”。随着用户体验渐渐成为手机的核心竞争力,快速...
发表于 2016-02-24 17:02 968次阅读
2016快充元年到来,看PI如何实现快速充电

安森美半导体汽车重点市场方案与策略

随着汽车发展的电气化和智能化趋势,使燃油经济性及降低排放、主动安全及自动驾驶、车联网和LED照明等成...
发表于 2015-09-08 16:40 364次阅读
安森美半导体汽车重点市场方案与策略

促进节能的汽车空调自动控制方案

空调是满足汽车舒适性要求不可或缺的配置,用作车内制冷、取暖、通风换气,而且舒适的驾乘环境也关乎行车安...
发表于 2015-08-12 10:17 735次阅读
促进节能的汽车空调自动控制方案

安森美半导体用于汽车自适应前大灯系统的电机控制方...

车灯,好比汽车的眼睛,是保证汽车安全行驶的重要组成部分。而传统的汽车照明系统已无法满足人们日益提高的...
发表于 2015-06-29 10:58 705次阅读
安森美半导体用于汽车自适应前大灯系统的电机控制方...

汽车动力系统升压控制器最新解决方案

安森美半导体应用于汽车自动启停系统的非同步升压控制器,主要用于在汽车自动启停时为后续电路提供足够的工...
发表于 2015-04-14 14:03 739次阅读
汽车动力系统升压控制器最新解决方案

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