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英飞凌 | 140W(28V/5A) USB-PD3.1 高功率密度方案

 2022-06-16 11:40:05  175  英飞凌 ,

随着市场对笔记本电脑快充需求的增加，英飞凌针对28V输出， 推出USB PD3.1高功率密度方案，突破了长期以来的100W功率限制，最高功率可达到140W，进一步提高笔记本的充电效率，可以满足更大功率的设备供电。

随着市场对笔记本电脑快充需求的增加，英飞凌针对28V输出， 推出USB PD3.1高功率密度方案，突破了长期以来的100W功率限制，最高功率可达到140W，进一步提高笔记本的充电效率，可以满足更大功率的设备供电。

英飞凌USB-PD 3.1 EPR的

140W高功率密度解决方案

英飞凌 | 140W(28V/5A) USB-PD3.1 高功率密度方案_第1张图片

  • 采用混合反激 （HFB）拓扑,支持5-28V宽压输出

  • 可灵活搭配CoolGaN™ 或 CoolMOS™ ，满足不同的产品定位需求

  • 相比传统QR,ACF拓扑，具有明显的系统优势：

- HFB拓扑优势，磁性器件更小（用RM8实现140W设计）

- 全软开关控制，EMI更易处理

- HFB级用CoolMOS™ 即可达到业界领先的效率和功率密度

-同步整流可使用80V MOSFET，降低成本及器件的选型难度

  • 协议部份采用了基于ARM核的EZ-PD™ CCG3PA，支持PD3.1 EP

XDP™ 用于高功率充电器和适配器的控制器

数字多模式混合反激(HFB) IC - XDPS2201

唯样商城，免费咨询技术，提供元器件！

系统/ 应用概况

英飞凌 | 140W(28V/5A) USB-PD3.1 高功率密度方案_第2张图片

英飞凌 | 140W(28V/5A) USB-PD3.1 高功率密度方案_第3张图片

关键特性

  • 集成600V高压启动和高低边MOS 驱动

  • 多模式运作 用于优化不同输入，输出及负载条件下的效率

-在所有条件下实现ZVS

-CRM* 实现最优效率

-ZV-RVS** 改善轻载效率

-Active burst-mode 改善极轻轻载效率和待机功耗

  • 支持 USB-PD 变电压输出应用

  • 频率抖动 用于改善EMI

  • 高度灵活可变的IC参数 通过UART 配置满足指定系统的需求

  • 高系统可靠性 IC集成整套完备的保护

       -可通过引脚读出

*   CRM: 连续谐振模式

**  ZV-RVS: 零电压谐振谷底开关

EZ-PD™ CCG3PA

即插件即用型 USB-C PD 控制器

系统/ 应用概况

英飞凌 | 140W(28V/5A) USB-PD3.1 高功率密度方案_第4张图片

关键特性

  • USB-C PD 控制器, 支持PD3.1,PD 3.0,QC 4.0,BC1.2,Apple Charging 2.4A,Samsung AFC

  • 基于Arm® Cortex®-M0 的 MCU 64KB Flash

  • EZ-PD 配置功能可针对客户特定规格进行参数配置

  • 集成计时/计数/脉宽调制模块 ，6个GPIO

  • 集成模拟模块

-可配置的 VBUS 过压保护，过流, 欠压, 和短路

-集成 2个 VBUS 放电管和 及负载开关驱动

- 低边电流检测

  • 24 QFN (16 mm2)

CoolGaN™
高效，高可靠性的氮化镓产品

CoolGaN™驱动简单可靠

电流型驱动器件，只要RRC网络即可直接驱动，简单，可靠。

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针对适配器应用600V

CoolGaN™ 产品阵容

英飞凌 | 140W(28V/5A) USB-PD3.1 高功率密度方案_第6张图片

分立CoolGaN™关键特性

  • 采混合漏极结构具有非常优异的动态Rdson性能

  • 栅极电流注入驱动

-栅极不易产生电压尖峰，集成ESD保护，提高可靠性

- 通过注入空穴提升沟道载子密度提高饱和电流密度

-通过栅极阻容设计兼容传统模拟控制器，开关速度可调

  • 经过市场及高可靠应用验证的成熟产品

集成Driver的CoolGaN™关键特性

  • 基于CoolGaN™ 开发的集成驱动的氮化镓产品

  • 采用半桥结构，目标应用图腾柱PFC, ACF,AHB, LLC和基于DSP/MCU的数字电源方案

  • 支持3.3V逻辑电平输入，集成18nS的抗尖峰脉冲滤波器

  • 通过栅极的Rtr可调节开关速度

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PFD7 系列
专为软开关拓扑设计的CoolMOS™

MOS滞回损耗产生

英飞凌 | 140W(28V/5A) USB-PD3.1 高功率密度方案_第8张图片

PFD7专为软开关设计

  • match在软开关应用中，非常小的滞回损耗提升系统效率

  • 集成ESD保护器件提高生产良率，降低成本及产品售后失效率

  • 更低的驱动损耗 (Qg, Qgd）提升轻载效率match

  • 集成快恢复体二极管超低 Qrr降低，为半桥开关提供一个额外的安全裕量，减少设计量

产品阵容

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减小滞回损耗的案例

英飞凌 | 140W(28V/5A) USB-PD3.1 高功率密度方案_第10张图片

英飞凌65W内部测试用板

  • 输入电压:90 VAC – 265 VAC

  • 输出电压: 5 - 20 V

  • 标称功率: 65 W

  • 工作频率: 100 - 220 kHz

  • 变压器: RM10LP

OptiMOS™  PD用于

充电器/适配器的低压MOSFET产品

  • OptiMOS™ PD 功率 MOSFETs 的主要封装 PQFN 3.3x3.3 和PQFN 5*6封装

  • 专为充电器/适配器设计，价格和交付更有灵活性

  • 支持逻辑电平输入保证在低电压下完全导通，具有很低的通态电阻

  • 业界领先的低开关损耗，帮助通过能效等级测试。

OptiMOS™ PD:用于同步整流的重点推荐型号

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OptiMOS™ PD/6:用于负载开关的重点推荐型号

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