基于ST STUSB4761的45W Type-C Power Delivery 3.0充電器方案

厭倦了為不同的配件使用不同的充電器?

ST 意法半導體的EVLSTCH03-45WPD充電器具有USB-A端口和USB-C端口，因此您無(wú)需使用多個(gè)充電器即可同時(shí)為不同的設備充電。

 EVLSTCH03-45WPD 45W USBType-C?Power Delivery 3.0充電器是USB-IF認證的解決方案。 EVLSTCH03-45WPD是帶有獨立USB PD控制器的隔離電源。在初級側實(shí)現了一個(gè)基于STCH03控制器的準諧振反激式轉換器，該轉換器具有光耦合器反饋以進(jìn)行電壓調節。該控制器結合了高性能低壓PWM控制器芯片和650 V HV啟動(dòng)單元。 STCH03控制器驅動(dòng)新型650 V MDmesh?M6技術(shù)功率MOSFET STD7N65M6的柵極。在次級側，為了提高系統效率，整流基于SRK1001自適應同步整流控制器。該控制器驅動(dòng)100V STripFET?F7技術(shù)功率MOSFET STL110N10F7的柵極。CC / CV調節回路始終位于次級側，以驅動(dòng)功率調節級，而USBType-C?PD接口則基于STUSB4761控制器。該控制器具有完整的硬件USB PD堆棧的優(yōu)點(diǎn)，可以根據USB PD標準進(jìn)行可靠，確定性和安全的協(xié)商。EVLSTCH03-45WPD使用Dual Transil陣列提供ESD保護ESDA25L，可防止USBType-C?連接器產(chǎn)生破壞性的靜電放電。

此方案實(shí)現了一個(gè)堅固的充電器，可保護其免受輸出過(guò)壓，輸出欠壓，輸出過(guò)功率和輸出短路的影響。此參考設計基于意法半導體，可幫助設計人員開(kāi)發(fā)具有用料精簡(jiǎn)清單的充電器，從而獲得成本快速有效的設計。

STUSB4761是獨立的USB PD控制器（集成CC / CV）

STUSB4761解決了USB TYPE C 和Power Delivery提供器設備的問(wèn)題。 由于起始的參數存儲在內部非易失性存儲器中，因此STUSB4761最多可實(shí)現5個(gè)PDO，以便與接收器自動(dòng)協(xié)商電源傳輸，而無(wú)需任何內部或外部軟件（自動(dòng)運行模式）。 CC / CV調節環(huán)路允許以最低的BOM成本實(shí)施完全調節的電源管理單元（AC / DC）。

主要規格

• USB TYPE C和USB PD控制器（具有自動(dòng)運行）

• 提供者角色-多達5個(gè)PDO配置文件

• 可編程的VBUS電壓和電流保護

• 高端電流檢測

• 集成的CC / CV法規

• 50 mA VCONN開(kāi)關(guān)（OVP和OCP）

• E標記電纜支持100 W應用

• 環(huán)境溫度自適應電源和過(guò)熱保護

• 支持數據角色和VCONN交換

• 透過(guò)CC引腳進(jìn)行出廠(chǎng)模式配置

• 集成的VBUS放電控制路徑

• 集成VBUS開(kāi)關(guān)柵極驅動(dòng)器（PMOS）

• VBUS短路保護

• VDD = [4.1 V; 22 V]-AMR = 28 V

• 溫度范圍：-40°C至105°C

• ESD = 1.5 kV CDM / 4 kV HBM

• 認證依據：

• USB Power Delivery規格（3.0版）

• USB type-C?（1.4版）

• TID：2070

STCH03是用于低待機適配器的離線(xiàn)PWM控制器

STCH03電流模式控制器設計用于離線(xiàn)準諧振ZVS（開(kāi)關(guān)導通時(shí)的零電壓開(kāi)關(guān)）反激轉換器。

它在同一封裝中結合了高性能低壓PWM控制器芯片和650V HV啟動(dòng)單元。

恒定的輸出電壓（CV）調節環(huán)路是通過(guò)次級側反饋實(shí)現的，輸出電壓信息通過(guò)STCH03的FB引腳上的光耦合器進(jìn)行傳輸，以獲取選定的輸出電壓。

該器件具有獨特的特性：它能夠使用初級感應反饋來(lái)提供恒定的輸出電流調節（CC）。這消除了對專(zhuān)用電流基準IC和電流傳感器的需求，同時(shí)仍保持了非常精確的輸出電流調節。

準諧振操作是通過(guò)變壓器去磁檢測輸入來(lái)實(shí)現的，該輸入觸發(fā)連接在ZCD引腳上的MOSFET的導通。此輸入還可用作輸出電壓監控器，以實(shí)現與電源無(wú)關(guān)的CC調節（線(xiàn)路電壓前饋），并實(shí)現OVP和UVP。

最大開(kāi)關(guān)頻率在154 kHz以下是最高限制，因此在中等輕負載下，一項特殊功能會(huì )自動(dòng)降低工作頻率，同時(shí)仍保持工作盡可能接近ZVS。在非常輕的負載下，該器件進(jìn)入受控的突發(fā)模式操作，該器件與零功率高壓?jiǎn)?dòng)電路一起使用時(shí)，該器件的極低靜態(tài)電流有助于最大程度地減少殘馀輸入功耗，從而滿(mǎn)足最嚴格標準的要求。

在突發(fā)模式操作期間，必須通過(guò)最佳應用設計來(lái)保證VDD電源電壓。無(wú)論如何，由于變壓器的寄生電容，創(chuàng )新的自適應UVLO有助于最大程度地減少與輔助偏置電壓隨輸出負載的波動(dòng)有關(guān)的問(wèn)題，并進(jìn)一步降低IC的偏置功耗。

除了這些功能可優(yōu)化在不同工作條件下的功率處理之外，該器件還提供輸出過(guò)壓保護（OVP），過(guò)熱保護（OTP），打ic模式保護，當變壓器飽和或次級二極管發(fā)生短路和輸出欠壓保護（UVP），可在發(fā)生輸出短路時(shí)限制平均輸出電流。除OVP保護外，所有保護都是自動(dòng)重啟模式，可以在內部將其選擇為自動(dòng)重啟或閉鎖模式。

電流檢測輸入上的嵌入式前沿消隱功能可增強抗噪能力，從而完善了該設備的設備。 

主要規格:

• 先進(jìn)的電源管理可實(shí)現超低的待機功耗（230 VAC時(shí)低于10 mW）

• 完全集成的初級側恒流輸出調節（CC）

• 零功耗的650 V嵌入式HV啟動(dòng)電路。

• 準諧振（QR）零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS）操作

• 精確可調的輸出過(guò)壓保護（OVP），具有故障后自動(dòng)重啟（STCH03）或鎖定（STCH03L）的選項

• 具有自動(dòng)重啟功能的輸出欠壓保護（UVP）

• 輸入電壓前饋補償，用于與市電無(wú)關(guān)的CC調節

• 嵌入式熱關(guān)機

• 智能頻率抖動(dòng)可抑制EMI

• SO8封裝

?場(chǎng)景應用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?工作溫度

?核心技術(shù)優(yōu)勢

· 廣泛的輸入范圍:（90 VAC至265 VAC）。

· 多重輸出組合:  5 V / 3 A, 9 V / 3 A, 12 V / 3 A, 15 V / 3 A, 20 V / 2.25 A

· 認證: USB-IF

· 安規: EN60065, EMI符合EN55022-B級, RoHS

· 可編程輸出電壓和電流保護

?方案規格

· USB-IF認證

· USBType-C?PD 3.0參考：

· 電源磚EVLSTCH03-45WPD TID：2071

· PD控制器STUSB4761 TID：2070

· 通用交流輸入范圍VIN：

· 90伏交流電至264伏交流電

· PD輸出配置文件：

· 5 V-9 V-12 V-15 V @ 3 A

· 20 V @ 2.25安

· 滿(mǎn)載時(shí)的最大效率：90％@交流輸入范圍

· 空載消耗（無(wú)電纜插入）：

· <30毫瓦@ 230伏交流電

· 滿(mǎn)足所有DOE和UE CoC要求的能效

· 具有自適應同步整流的隔離式準諧振反激拓撲

· 可編程輸出電壓和電流保護

· 符合EN60065的安全性

· EMI符合EN55022-B級

· 緊湊的外形尺寸：70 x 50 X 26.8毫米

· 符合RoHS