應用于USB PD3.0 Type-C 100W適配器設計方案

筆記型電腦的配備功能越來(lái)越多，就需要大功率的 Power Delivery，PD是 USB 協(xié)會(huì )想要透過(guò) USB Type C 來(lái)統一連接頭而發(fā)展出的統一供電協(xié)議，理想中只要裝置支援PD，不管你是筆電、平板還是手機或是其他產(chǎn)品都可以透過(guò)一根 USB Type C 線(xiàn)與 PD 充電器來(lái)充電/供電，并可以使用在支援快充上，那以筆電來(lái)說(shuō)，較為高性能的筆電可能就需要100W的電源提供，那么透過(guò) PD 協(xié)議，筆電就可以向電源申請 20V/ 5A 的 profile，那么電源就會(huì )提供筆電 20V，最高 5A 的電源給筆電。

因此本方案以USB PD3.0 Type-C應用的100W電源適配器為例，主要控制器采用通嘉半導體LD7798 PFC+PWM Combo IC，并搭配二次側同步整流LD8526GL與LD6612來(lái)實(shí)現本案的高效能、低空載待機功耗PD充電器來(lái)充電/供電。本案會(huì )采用LD7798+LD8526GL+LD6612主要它是一款_ PFC+PWM Combo QR+SR+PD，可大幅簡(jiǎn)化PWM與SR周邊元件，PWM QR適合在100W以下的應用場(chǎng)合，讓設計者能將它調整成適合各領(lǐng)域的產(chǎn)品應用。Leadtrend半導體LD7798是Multi-Mode PFC+PWM Combo Controller IC，它結合QR_Flyback (Quasi-Resonant_Flyback) 與CCM控制器在SOP-16包裝里，在QR_Flyback部分，它是屬于谷底切換的操作(Valley Switching Operation)，此功能能有效降低 MOSFET切換損失，以提升整體效率，該裝置可將部件數量降至最低節省電路空間，并降低了電路的總體材料成本。

LD7798具有高壓?jiǎn)?dòng)、休眠模式、綠色模式節能運行，內部斜率補償、軟啟動(dòng)功能，可將降低功率損耗并提高系統性能。具有完整的保護功能，如OPP（過(guò)功率保護），OVP（過(guò)電壓保護），OCP（過(guò)壓電流保護）和輸入/輸出低電壓護，LD7798可防止電路在工作中損壞異常的情況。此外LD7798具有頻率特性交換和軟驅動(dòng)功能，可以減少噪音改善傳導干擾與幅射干擾。有內置 OSCP(輸出短路保護)， CS引腳上的外部有OTP（過(guò)溫保護功能）以及SDSP（二次二極管短路保護功能）等保護功能齊全。

LD8526GL是一款二次側同步整流 (SR) 驅動(dòng)器 IC。它適用于CCM、DCM和QR模式下的反激式電路架構，可使用在低側負端輸出和高側正端輸出位置的同步整流，LD8526GL可用于CCM和DCM操作在輕負載條件下，LD8526GL可以進(jìn)入節能模式，透過(guò)停止 SR MOSFET 驅動(dòng)功能來(lái)降低工作電流?？梢酝高^(guò)低輸出電壓在負端輸出或正端輸出位置的整流應用產(chǎn)生自己的電源電壓維持運作不需要另外提供電源給IC運行，可以自行供電，無(wú)需輔助繞組，可以減少許多系統電路周邊零件與控制電路組件數量與電路空間，并降低電源應用的材料成本?？芍г哂蟹逯地撦d功能的應用（最高頻率可到130kHz），也適用于PD應用輸出電壓范圍為3V至21V，可編程設定IC關(guān)斷的準位。

LD6612 是一款 USB 供電 (USB PD) Type-C控制器位于次級側，實(shí)現高效、纖薄外形尺寸離線(xiàn)AC-DC設計。8位MCU是嵌入處理PD協(xié)議、策略引擎和設備具有內置雙相標記編碼 (BMC)的策略管理器用于USB PD通信或其他專(zhuān)有協(xié)議（例如QC2.0/QC3.0）。為了最大限度地減少外部元件，它集成了分流器調節器、電壓和電流監測和控制電路阻斷N-MOSFET。內置穩壓器提供4.8V MCU 和外設在單電源下運行從 3.3 至 24V的運作范圍。

?場(chǎng)景應用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

1. IC包含QR_Flyback與CCM多模式控制器 2. 整合 PFC 升壓和 QR 反激控制器，內部軟啟動(dòng)功能與PFC開(kāi)/關(guān)控制 3. Brown in/out保護和X-cap放電功能 4. 可調式OTP（過(guò)溫保護）SDSP（二次二極管短路保護功能） 5. SR低輸出電壓和/或高邊整流運行自供電，無(wú)需輔助繞組 6. 150V VIN 最大額定值，適用于寬 VOUT 范圍應用 7. 可編程設定關(guān)斷電平準位, OCP（逐周期限流） 8. 智慧穩定系統，高效率穩定USB-PD應用，OVP（過(guò)壓保護） 9. 崁入式 MCU with 16kbyte OTP and 256+384bytes SRAM 10.可編程設定輸出線(xiàn)損補償功能，內部OTP功能與外部鎖定保護

?方案規格

1. 全電壓輸入范圍: 90Vac ~ 264Vac 2. 最大輸出功率: (20V/5A) 100W 3. 輸出電壓范圍: 5A/3A , 9V/3A , 15V/3A ,20V/ 5A 4. 四點(diǎn)平均效率 > 88% @(25%, 50%, 75% ,100%)Efficiency Meet CoC Tier 2 5. 空載待機功耗小于75mW, EMI meet EN55032 Class B 6. 具有OCP/OVP/OTP/OPP/OSCP等保護功能齊全 7. 適用于 CCM、DCM 和 QR模式 8. 適用于具有峰值負載功能的應用（最高頻率130kHz） 9. 展示板PCB尺寸LxWxH=93mm x 47mm x 22mm 10. USB PD2.0 and PD3.0 (PPS) 等其它專(zhuān)有協(xié)定如QC2.0, QC3.0, QC4.0, PPS