基于ON NCP1340实现高密度45W PD快充方案

电子技术   2022-11-22 09:13   518   0  

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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 mR,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。

►场景应用图

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►产品实体图

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►展示板照片

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►方案方块图

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►核心技术优势

1. 额定输出功率: 45W 2. PD 规范: 5 V/3A, 9V/3 A,12V/3A,15V3A, 20V/2.25A 3. 待机功率: <30mW @5v&230vac 4. 平均效率: >90%@20V2.25A at board end, 115&230Vac 5. 高开关频率: >130KHz @230Vac and full load

►方案规格

1. 带谷底开关的准谐振电流模式控制 2. 支持 PD2.0 和 QC2.0 协议 3. 宽VCC输入范围:9V-28V 4. 内置X2放电电容 5. 输出OVP、 UVP、 OCP保护 6. 功率密度: 1.15W/cm^3 7. 板尺寸:57mmx36mmx19mm

原文作者:Jimmy

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