【導讀】隨著USB Type-C接口在消費電子領域的快速普及，其已成為現(xiàn)代便攜設備充電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標準。安森美半導體推出的USB-C充電解決方案，不僅支持從智能手機、筆記本電腦到電動工具等多種設備的高效供電，還通過技術創(chuàng)新顯著提升連接穩(wěn)定性和能效表現(xiàn)，為下一代快速充電應用提供可靠基礎。
隨著USB Type-C接口在消費電子領域的快速普及，其已成為現(xiàn)代便攜設備充電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標準。安森美半導體推出的USB-C充電解決方案，不僅支持從智能手機、筆記本電腦到電動工具等多種設備的高效供電，還通過技術創(chuàng)新顯著提升連接穩(wěn)定性和能效表現(xiàn)，為下一代快速充電應用提供可靠基礎。
搭載最新 Power Delivery 3.1（PD 3.1）充電協(xié)議的現(xiàn)代 USB-C 充電器，如今可提供高達 240 瓦（W）的功率輸出，這極大地縮短了充電時間，同時提升了整體用戶體驗。此外，在硬件系統(tǒng)中采用寬禁帶半導體正為充電設備帶來革命性的效率提升：它不僅減少了能量損耗，還有助于縮小設備體積。
USB-C電池充電器框圖
USB-C電池充電器框圖
下面的框圖展示了安森美（onsemi）設計的 USB-C 電池充電器解決方案。 該圖說明了 USB-C 電池充電器中使用的電源管理和電源轉換技術。 采用的元件包括 TP PFC 控制器、 高頻準諧振反激/LLC 控制器、 柵極驅動器、 同步整流電路， 以及 iGaN 和 MOSFET 器件。 這些元件被分為初級側和次級側兩個部分， 以提升系統(tǒng)效率。 如以下器件表所示， 大部分功能模塊器件均可采用安森美解決方案。
USB-C 電池充電器 - 交流輸入
USB-C 電池充電器 - 直流輸入（自動）
USB-C 充電器參考設計
USB-C 充電器參考設計
如表 1 所示， 憑借強大的技術專長， 安森美提供了一整套高效的系統(tǒng)參考設計和評估板。
表 1： 安森美 USB-C PD 系統(tǒng)評估板系列
240W TP CrM PFC + 雙開關反激式參考設計
本設計采用安森美電源管理控制器方案， 包含： TP PFC控制器、 高頻準諧振反激控制器、 半橋柵極驅動器及同步整流控制器， 并通過集成GaN FET的柵極驅動器實現(xiàn)功率開關， 專為240W USB-C PD3.1適配器解決方案開發(fā)。
圖1： 240W TPFC + 雙開關準諧振反激式評估板（EVB）
特性
· 交流輸入電壓范圍： 90V 至 264V
· 采用圖騰柱CrM PFC + 雙開關準諧振反激拓撲
· 采用 iGaN 器件實現(xiàn)高頻工作
· 仿真電路支持 PD3.1 多路輸出協(xié)議
· 輸出電壓： 5V、 9V、 12V、 15V、 20V、 28V、36V 和 48V / 5A
· 紋波與噪聲： <150 mV
· 效率：平均94.75% / 95.43% 及滿負載95.12%/ 96.17% @115VAC / 230VAC及48V / 5A
· 輸出保護：精確的過壓保護（OVP）、過流保護（OCP）、短路保護（SCP）和開環(huán)保護
· PCBA尺寸： 89×51×21.5mm，功率密度40W/立方英寸
USB 端口控制器
USB-C 端口控制器
安森美USB-C 端口控制器具備自主工作特性， 兼具高能效和耐壓性， 從而提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、 性能和成本效益。 該控制器為全配置的USB-C PD控制器， 適用于高達 100W 的解決方案， 其功耗比競爭對手低40 倍， 是現(xiàn)代電子設備的理想選擇。
USB-C PD 控制器 FUSB302B/T
面向期望實現(xiàn)DRP/SRC/SNK USB Type-C連接器，但需要少量編程的系統(tǒng)設計人員。
主要特性：
· 支持 USB Type-C 1.3 和 Power Delivery（PD）2.0、 3.0 標準
· 提供完整的開源軟件支持，涵蓋所有工作模式以及 ARM、Linux 和 PIC 硬件平臺
· 將 CCx 集成到 VCONN開關上
· 強健的 BMC接收器容錯機制
· 支持多個產(chǎn)品 ID，提供多種 I2C 從地址選項
· 系列產(chǎn)品差異：
o FUSB302B - DRP，可在電池完全耗盡時實現(xiàn)充電功能
o FUSB302T - SRC，適用于需節(jié)省功耗的旅行充電器
· 采用14引腳 MLP 封裝（2.50mm x 2.50mm），-B/T/VMPX
· 采用9焊點 WCSP 封裝（1.260mm x1.215mm）， -BUCX
USB-C 控制器 FUSB303B
支持通過可配置的 I2C 地址訪問， 以便在單個系統(tǒng)中實現(xiàn)多個端口的控制， 也可以僅通過引腳配置實現(xiàn)完全自主運行。
主要特性：
· 完全自主配置的 Type-C 控制器
o 支持 USB Type-C 規(guī)范第 1.3 版
o 可配置為Source、 Sink和DRP模式， 并支持外設功能
o 通過 Try.SRC 和 Try.SNK 對Source、 Sink進行配置
o 通過 GPIO 或 I2C 進行配置
· 獨特的檢測算法， 確保在使用不合規(guī)線纜或器件時仍能穩(wěn)定連接
· 連接器引腳支持最高 28V 直流電壓和 4kV HBM ESD 保護
· 寬電壓供電范圍： 2.7V 至 5.5V VDD
· 采 用 12 引 腳 QFN （ 1.6mm x 1.6mm x0.375mm） 封裝
安森美USB-C 端口控制器具備自主工作特性， 兼具高能效和耐壓性， 從而提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、 性能和成本效益。 該控制器為全配置的USB-C PD控制器， 適用于高達 100W 的解決方案， 其功耗比競爭對手低40 倍， 是現(xiàn)代電子設備的理想選擇。
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