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英飞凌140W(28V/5A) USB-PD3.1 高功率密度方案

发布时间:2022-06-27 来源:英飞凌 责任编辑:wenwei

【导读】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


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●    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 EPR


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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


系统/ 应用概况


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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


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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


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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


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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


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PFD7专为软开关设计


●    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

●    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


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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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