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，因此您無需使用多個充電器即可同時為不同的設備充電。

 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。在初級側實現(xiàn)了一個基于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行電壓調節(jié)。該控制器結合了高性能低壓PWM控制器芯片和650 V HV啟動單元。 STCH03控制器驅動新型650 V MDmesh?M6技術功率MOSFET STD7N65M6的柵極。在次級側，為了提高系統(tǒng)效率，整流基于SRK1001自適應同步整流控制器。該控制器驅動100V STripFET?F7技術功率MOSFET STL110N10F7的柵極。CC / CV調節(jié)回路始終位于次級側，以驅動功率調節(jié)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，可以根據USB PD標準進行可靠，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?連接器產生破壞性的靜電放電。

此方案實現(xiàn)了一個堅固的充電器，可保護其免受輸出過壓，輸出欠壓，輸出過功率和輸出短路的影響。此參考設計基于意法半導體，可幫助設計人員開發(fā)具有用料精簡清單的充電器，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最多可實現(xiàn)5個PDO，以便與接收器自動協(xié)商電源傳輸，而無需任何內部或外部軟件（自動運行模式）。 CC / CV調節(jié)環(huán)路允許以最低的BOM成本實施完全調節(jié)的電源管理單元（AC / DC）。

主要規(guī)格

• USB TYPE C和USB PD控制器（具有自動運行）

• 提供者角色-多達5個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(guī)

• 50 mA VCONN開關（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熱保護

• 支持數據角色和VCONN交換

• 透過CC引腳進行出廠模式配置

• 集成的VBUS放電控制路徑

• 集成VBUS開關柵極驅動器（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(guī)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PWM控制器

STCH03電流模式控制器設計用于離線準諧振ZVS（開關導通時的零電壓開關）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啟動單元。

恒定的輸出電壓（CV）調節(jié)環(huán)路是通過次級側反饋實現(xiàn)的，輸出電壓信息通過STCH03的FB引腳上的光耦合器進行傳輸，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提供恒定的輸出電流調節(jié)（CC）。這消除了對專用電流基準IC和電流傳感器的需求，同時仍保持了非常精確的輸出電流調節(jié)。

準諧振操作是通過變壓器去磁檢測輸入來實現(xiàn)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(jiān)控器，以實現(xiàn)與電源無關的CC調節(jié)（線路電壓前饋），并實現(xiàn)OVP和UVP。

最大開關頻率在154 kHz以下是最高限制，因此在中等輕負載下，一項特殊功能會自動降低工作頻率，同時仍保持工作盡可能接近ZVS。在非常輕的負載下，該器件進入受控的突發(fā)模式操作，該器件與零功率高壓啟動電路一起使用時，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，從而滿足最嚴格標準的要求。

在突發(fā)模式操作期間，必須通過最佳應用設計來保證VDD電源電壓。無論如何，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有關的問題，并進一步降低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壓保護（OVP），過熱保護（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)生輸出短路時限制平均輸出電流。除OVP保護外，所有保護都是自動重啟模式，可以在內部將其選擇為自動重啟或閉鎖模式。

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(guī)格:

• 先進的電源管理可實現(xiàn)超低的待機功耗（230 VAC時低于10 mW）

• 完全集成的初級側恒流輸出調節(jié)（CC）

• 零功耗的650 V嵌入式HV啟動電路。

• 準諧振（QR）零電壓開關（ZVS）操作

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

• 具有自動重啟功能的輸出欠壓保護（UVP）

• 輸入電壓前饋補償，用于與市電無關的CC調節(jié)

• 嵌入式熱關機

• 智能頻率抖動可抑制EMI

• SO8封裝

?場景應用圖

?產品實體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?工作溫度

?核心技術優(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(guī): EN60065, EMI符合EN55022-B級, RoHS

· 可編程輸出電壓和電流保護

?方案規(guī)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

· 滿載時的最大效率：90％@交流輸入范圍

· 空載消耗（無電纜插入）：

· <30毫瓦@ 230伏交流電

· 滿足所有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