极具竞争力的单芯片USB PD快充解决方案

时间:2021-09-22 11:58来源:

摘要:随着电源科技的进步与发展,人们在使用手机、电脑、各种电子产品也越来越多,这也使充电设备趋向科技化,比如:最开始的圆形充电插头到现在的USB-type插头,使用的电缆也从原来只能传输功率发展到兼顾数据通讯和功率传输的功能,整个创新过程足以见得USB-type的应用为大众所广泛接受。

来自Power Integrations的InnoSwitch3-PD™高集成度功率变换IC
 
随着电源科技的进步与发展,人们在使用手机、电脑、各种电子产品也越来越多,这也使充电设备趋向科技化,比如:最开始的圆形充电插头到现在的USB-type插头,使用的电缆也从原来只能传输功率发展到兼顾数据通讯和功率传输的功能,整个创新过程足以见得USB-type的应用为大众所广泛接受。
现在的USB-type接口经过一代又一代的创新与演变,现已发展到USB-type C的接口,简称USB-C。其具有其独特的优点,并遵循统一的使用规范
那么USB-C插头充电器特点是什么呢?
1、更加纤薄的设计、更快的传输速度(最高可达10Gbps)、更强的电力传输(最高100W)。
2、USB-C接口还支持双面插入,正反面随便插,相比USB2.0/USB3.0更为先进。
3、供电能力强。配备type-C的连接器的标准规格连接线可通过3A电流,同时还支持超出现有USB供电能力的USB PD协议,可以提供最大100W的电力,最大电流可达5A。
4、后向兼容。USB-C可以与老USB标准兼容,但用户需要额外购买适配器才能完成兼容。
北京时间9月22日,深耕于高压集成电路高能效功率转换领域的知名公司Power Integrations发布新款InnoSwitch3-PD快充应用功率转换IC,使得其充电器应用类IC产品阵容进一步扩大,实现更高集成度的USB-C PD(快充) 或PPS(编程电源技术的支持)电源设计。
 PPS技术的支持不但有机会将目前市面上呈现多头马车的快充标准收归一体,也能对总线电压和电流进行精确调节,而实现更快速、安全又能维持电池“健康”的充电。
 
电源芯片IC可能大家都很熟悉,它是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。
本次发布会Power Integrations的新产品InnoSwitch3-PD实现了电源IC芯片的功能升级,使得采用此产品的充电器、适配器的设计更加易于满足功率更大、体积更小的市场发展追求。

卓越的创新能力
Power Integrations公司在USB PD设计方面不断的创新,从2015年的“InnoSwitch和FluxLink™ ”到2021年的“InnoSwitch4-CZ ”,无不提现了该公司对USB PD快充应用的深刻理解,并就此研发出深受市场欢迎的高集成度、高可靠性、高效率的电源解决方案。

 
新发布的InnoSwitch3-PD产品将协议接口微处理器集成进IC内部,进而可以大大简化BOM,做到更高功率密度的电源设计。此IC内部集成了初级侧的功率开关和控制器,采用多模式的QR和CCM工作,一个芯片同时控制初级功率管和次级同步整流管,使得效率最大化并大大提高了可靠性。内部集成了Type C应用中所需的输出母线开关(N沟道MOSFET)的驱动,且具备负载放电功能,以保护直流负载。
协议接口电路(微处理器)集成进IC内部,可以完成负载以及连接电缆类型的检测。对于具有电子标识芯片的电缆识别,还提供有专门的VCONN供电电压。InnoSwitch3-PD直接与负载电缆的CC1和CC2线连接,可实现USB-PD 3.0的充电控制,同时也可实现PPS电源的输出特性。芯片具有温度检测输入引脚,用于连接外部的NTC电阻,进而可以监测系统温度,比如变压器、输出整流管或者Type-C连接器的温升状况,使得电源工作更加安全可靠。

新引脚
· CC1、CC2引脚用于协议通信
· NTC热敏电阻监测连接端,用于监测系统温升
· 符合安规的宽爬电距离 InSOP™-24D封装(MSL 3)
 
 
对于USB-PD的应用,InnoSwitch3-PD可以保证对输出特性进行精确的调整控制。输出电压可在3-24V之间可调,可调档位为10mV/档。完全可以满足USB-PD标准20mV/档的调整要求。而恒流点可以在最大输出电流的20%-100%之间任意设定。电流调整档位做到最大输出数值的0.8%。
对于USB-PD的应用,InnoSwitch3-PD可以保证对输出特性进行精确的调整控制。输出电压可在3-24V之间可调,可调档位为10mV/档。完全可以满足USB-PD标准20mV/档的调整要求。而恒流点可以在最大输出电流的20%-100%之间任意设定。电流调整档位做到最大输出数值的0.8%。

 
InnoSwitch3-PD将协议接口芯片集成进IC内部后,所需的元件相比传统元件方案大大降低,如下图所示。
 
优异的输出特性
采用InnoSwitch3-PD方案可实现95%的电源效率。空载功耗可低至14mW,功耗特性不再受旧有方案中采用不同协议接口芯片的影响。通过内部集成不同大小的功率开关管(MOSFET或氮化镓开关)满足不同功率范围的应用,无散热片的情况下可输出高达100W的功率,完全可满足USB PD的使用需求。内部集成完善的保护特性,对于电源的可靠运行带来保障。 
InnoSwitch3-PD ——适合于快充应用的主要特性
1、USB PD控制器
· 支持USB PD 3.0 + PPS和QC4协议
· 一次性可编程(OTP)存储器
2、内部集成Type-C控制器可简化设计
· 符合USB Type-C Rev. 1.3标准
· 上拉电流源用于负载和线缆检测
· VCONN供电用于识别电子标识线缆
· CC1/CC2过压保护(28V)
3、提供所有必需的USB-PD和PPS功能
· 省去了软件和接口电路的开发时间/成本
4、用于NTC电阻的专用温度检测引脚
 
 
 
InnoSwitch3-PD提供多款元件型号, 广泛适合市场的各种需求
InnoSwitch3-PD根据不同的输出功率应用提供多款型号,协议软件包含在IC内部,并可根据客户需要进行程序的定制化,以满足客户特殊的USB PD特性要求 。下表列出的标准型号可输出不同的PDO输出特性。
 

 
PI全系列InnoSwitch3产品特性比较
 

 
InnoSwitch3-PD:唯一的USB PD单芯片解决方案
InnoSwitch-PD产品沿袭了旧有InnoSwitch3系列产品效率高、功耗低、保护特性完善的优点。同时,由于USB PD协议接口芯片的集成,大大减少了BOM元件数,非常利于实现高功率密度的电源设计,甚至可以采用单面板来实现USB PD电源的设计。元件数目的降低可以减少电源中PCB板的堆叠生产成本,易于大批量生产。
 


 
InnoSwitch3-PD:唯一的USB PD单芯片解决方案
InnoSwitch-PD产品沿袭了旧有InnoSwitch3系列产品效率高、功耗低、保护特性完善的优点。同时,由于USB PD协议接口芯片的集成,大大减少了BOM元件数,非常利于实现高功率密度的电源设计,甚至可以采用单面板来实现USB PD电源的设计。元件数目的降低可以减少电源中PCB板的堆叠生产成本,易于大批量生产。
PI高度集成的InnoSwitch3-PD的方案为目前市场上唯一的单芯片USB PD解决方案,我们有理由相信,在不远的将来,一定会收到广大工程师和市场的青睐。我们会在市场上看到越来越多的高功率密度充电器产品。
免责声明:本文若是转载新闻稿,转载此文目的是在于传递更多的信息,版权归原作者所有。文章所用文字、图片、视频等素材如涉及作品版权问题,请联系本网编辑予以删除。
我要投稿
帖子推荐更多

Copyright 2008-2022 21dianyuan.com All Rights Reserved 备案许可证号为:津ICP备10002348