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

作者：時(shí)間：2023-02-13 來源：大大通

英飛凌汽車電子生態(tài)圈
- 掃碼關(guān)注
  獲取最新最全汽車電子
  技術(shù)方案與實(shí)用技巧

厭倦了為不同的配件使用不同的充電器?

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202302/443293.htm

ST 意法半導(dǎo)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(gè)充電器即可同時(shí)為不同的設(shè)備充電。

EVLSTCH03-45WPD 45W USBType-C?Power Delivery 3.0充電器是USB-IF認(rèn)證的解決方案。 EVLSTCH03-45WPD是帶有獨(dú)立USB PD控制器的隔離電源。在初級(jí)側(cè)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于STCH03控制器的準(zhǔn)諧振反激式轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器具有光耦合器反饋以進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。該控制器結(jié)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(qū)動(dòng)新型650 V MDmesh?M6技術(shù)功率MOSFET STD7N65M6的柵極。在次級(jí)側(cè)，為了提高系統(tǒng)效率，整流基于SRK1001自適應(yīng)同步整流控制器。該控制器驅(qū)動(dòng)100V STripFET?F7技術(shù)功率MOSFET STL110N10F7的柵極。CC / CV調(diào)節(jié)回路始終位于次級(jí)側(cè)，以驅(qū)動(dòng)功率調(diào)節(jié)級(jí)，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(jù)USB PD標(biāo)準(zhǔn)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(hù)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(xiàn)了一個(gè)堅(jiān)固的充電器，可保護(hù)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(shè)計(jì)基于意法半導(dǎo)體，可幫助設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。

STUSB4761是獨(dú)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(shè)備的問題。由于起始的參數(shù)存儲(chǔ)在內(nèi)部非易失性存儲(chǔ)器中，因此STUSB4761最多可實(shí)現(xiàn)5個(gè)PDO，以便與接收器自動(dòng)協(xié)商電源傳輸，而無需任何內(nèi)部或外部軟件（自動(dòng)運(yùn)行模式）。 CC / CV調(diào)節(jié)環(huán)路允許以最低的BOM成本實(shí)施完全調(diào)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(dòng)運(yùn)行）
提供者角色-多達(dá)5個(gè)PDO配置文件
可編程的VBUS電壓和電流保護(hù)
高端電流檢測
集成的CC / CV法規(guī)
50 mA VCONN開關(guān)（OVP和OCP）
E標(biāo)記電纜支持100 W應(yīng)用
環(huán)境溫度自適應(yīng)電源和過熱保護(hù)
支持?jǐn)?shù)據(jù)角色和VCONN交換
透過CC引腳進(jìn)行出廠模式配置
集成的VBUS放電控制路徑
集成VBUS開關(guān)柵極驅(qū)動(dòng)器（PMOS）
VBUS短路保護(hù)
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(rèn)證依據(jù)：
USB Power Delivery規(guī)格（3.0版）
USB type-C?（1.4版）
TID：2070

STCH03是用于低待機(jī)適配器的離線PWM控制器

STCH03電流模式控制器設(shè)計(jì)用于離線準(zhǔn)諧振ZVS（開關(guān)導(dǎo)通時(shí)的零電壓開關(guān)）反激轉(zhuǎn)換器。

它在同一封裝中結(jié)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(diào)節(jié)環(huán)路是通過次級(jí)側(cè)反饋實(shí)現(xiàn)的，輸出電壓信息通過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(dú)特的特性：它能夠使用初級(jí)感應(yīng)反饋來提供恒定的輸出電流調(diào)節(jié)（CC）。這消除了對(duì)專用電流基準(zhǔn)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(diào)節(jié)。

準(zhǔn)諧振操作是通過變壓器去磁檢測輸入來實(shí)現(xiàn)的，該輸入觸發(fā)連接在ZCD引腳上的MOSFET的導(dǎo)通。此輸入還可用作輸出電壓監(jiān)控器，以實(shí)現(xiàn)與電源無關(guān)的CC調(diào)節(jié)（線路電壓前饋），并實(shí)現(xiàn)OVP和UVP。

最大開關(guān)頻率在154 kHz以下是最高限制，因此在中等輕負(fù)載下，一項(xiàng)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(fù)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啟動(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，從而滿足最嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的要求。

在突發(fā)模式操作期間，必須通過最佳應(yīng)用設(shè)計(jì)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(yīng)UVLO有助于最大程度地減少與輔助偏置電壓隨輸出負(fù)載的波動(dòng)有關(guān)的問題，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壓保護(hù)（OVP），過熱保護(hù)（OTP），打ic模式保護(hù)，當(dāng)變壓器飽和或次級(jí)二極管發(fā)生短路和輸出欠壓保護(hù)（UVP），可在發(fā)生輸出短路時(shí)限制平均輸出電流。除OVP保護(hù)外，所有保護(hù)都是自動(dòng)重啟模式，可以在內(nèi)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(qiáng)抗噪能力，從而完善了該設(shè)備的設(shè)備。

主要規(guī)格: