高集成, 可重复刻录USB-C程序的电源设计与应用

近年来，USB-C PD充电应用越来越流行，每个公司都有自己的产品程序。因此，可重复记录的协议IC就变得很有弹性，随时根据不同的产品需求，而进行更改，缩短开发时程。另外，消费性电子产品众多，如何共享同一个充电器，也相对重要，外出时，只要携带一只充电器出门就可以满足手机、平板、笔电的使用，对消费者来说，是一大福音。为此，高集成，可重复刻录的USB-C电源相对重要。通嘉科技多年来一直在供电IC在设计经验方面，开发了许多可重复记录的相应产品协议IC，支持 PD/PPS/QC4 等协议，同步整流，提高效率IC，提出整个高集成电源方案。图(1)

图1：高集成电源设计方案

为了帮助制造商快速开发USB-C通嘉科技提供充电器IC制造商可根据不同的输出瓦数自由选择一次侧，同步整流控制器，并通过USB-IF 官方认证PD3.0/PPS识别芯片作为USB-C充电器参考设计。

表1：支持USB PD 一系列完整的芯片方案

表1显示，18W采用集成MOSFET 方案一次侧控制芯片和二次侧同步整流芯片。简单的设计简化了整个方案中不超过60个部件PCB设计及降低PCB板打件的生产成本。

LD9535C集成650V/1.4Ω MOSFET，当中PWM芯片支持QR/CCM mode超低启动电流(3)μA)，待机能耗 < 65mW @230Vac，支持OVP,UVP，Vcc OVP，OTP 等多种保护方法，并采用SOP-8小型包装。二次侧同步整流芯片LD8926AX采用自供电设计，无需添加辅助绕组IC供电，节约成本。同步整流MOS可放置在上下桥位置，用户可选择合适的位置获得最佳位置EMI 效果CCM 及DCM 操作模式，低工作电流(Ivcc<200μA)，快速关闭，整个延迟<30nS。一样采用SOP-8小包装。图2显示其应用参考线。

图2：LD9535C LD8926AX 应用参考线路图

USB-C协议芯片支持OTP / MTP

表二中，通嘉科技推出USB-C协议芯片，包装形式不同，能满足客户的各种需求。IC支持PPS规格、电压、电流采用专利控制线设计，使调整规格精细至10mV/step、25mA/step。并提供过电压保护、过电流保护、低电压保护和过温保护。

表2：通嘉科技USB-C 协议芯片

图3 是LD6620应用参考线支持PD PPS QC4.0 QC3.0 QC2.0，是可用的USB-C系统，内嵌16Kbyte MTP，可客制化充电协议，支持输出线补偿。

图3：LD6620应用参考线路图

快速充电的兴起

自从iPhone 8/iPhone X首次导入USB-C PD充电技术后，在iPhone 8或后续模型使用快速充电功能。您可以在30分钟内使用它iPhone充电多达50%的电池电量，让电池充电多达50%USB-C PD对充电器的需求开始蓬勃发展，大量导入手机PD标准逐渐确定，吸引更多的制造商相继投资。今年，快速充电将成为每种产品的标准，并将使用18W~45W主流(以前的标准是10)W)，已有业者推出高级旗舰机45W直接充电计划。希望以上介绍能帮助读者，加快有意投资USB-C PD 充电器市场厂家开发速度。