隨著智能產(chǎn)品應(yīng)用場景越來越多，小體積高功率密度的快充電源也備受大家青睞，USB PD是目前主流的快充協(xié)議之一，可實(shí)現(xiàn)更高的電壓和電流。自PD充電協(xié)議普及以來，大量PD充電器迅速上市。那工程師如何為電源選擇合適的IC呢？深耕于高壓集成電路高能效功率變換領(lǐng)域的知名公司Por:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫er Integrations(PI)近日宣布推出其InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD系列反激式開關(guān)IC，該方案是工程師尋求極致充電器功率密度的最佳選擇。

新的InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD IC 有極高的集成度和效率，是市場上唯一一個單芯片的方案。繼承了InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3系列的卓越性能，支持USB Type-C、USB PD和PPS適配器應(yīng)用。只需一個單芯片直接和外部USB Type-c通訊。內(nèi)部集成了USB Type-C和PD控制器、多模式準(zhǔn)諧振反激式控制器、次級側(cè)檢測電路、FluxLink&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO8482;隔離式數(shù)字反饋電路和同步整流驅(qū)動器，大大減化了BOM。另外對于功率較大的需求，PI 還集成了Por:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫iGaN&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO8482;開關(guān)。InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD符合安規(guī)的寬爬電距離InSOP&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO8482;-24D封裝(MSL 3) 。

Por:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫er Integrations 公司資深技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理閻金光先生向媒體介紹了InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD的亮點(diǎn)之處。

高度集成，減化BOM

InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD與傳統(tǒng)方案不同的是，該方案只有一個單芯片IC，通過CC1和CC2與Type-c通訊，內(nèi)部集成USB Type-C和PD兩個電源控制器，集成數(shù)字電路微控制器，另外同時兼顧功率器件，內(nèi)部集成高壓mos管。InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD IC可將BOM元件數(shù)減少到傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的一半。該方案在次級側(cè)集成的微處理器，其功能有兩個，一是負(fù)載類型的檢測，通過CC1和CC2對負(fù)載的判定，二是E-Marker的電纜檢測；內(nèi)部還集成VBUS/VCONN開關(guān)控制，集成的VCONN供電可為檢測開關(guān)供電；支持PPS，可編輯電源，可以對輸出電壓和電流進(jìn)行精確的設(shè)定,并提供OVP保護(hù)。

一個控制器控制兩個功率開關(guān)：InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD的初級側(cè)集成了功率開關(guān)，對于功率較大的需求，PI還可以提供GaN開關(guān)。同以往的InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3器件一樣，提供多模式QR準(zhǔn)諧振工作方式和CCM工作方式。PI認(rèn)為CCM工作方式在反激電源應(yīng)用中有必要進(jìn)行優(yōu)化。其難點(diǎn)之在于，在這種工作方式下，初級側(cè)的功率開關(guān)和次級側(cè)的同步整流開關(guān)不能同時開通，否則電源會炸掉。PI采用，以一個控制器，控制兩個功率開關(guān)，保證了兩個控制器不會出現(xiàn)同時開通的情況。

內(nèi)部集成負(fù)載開關(guān)驅(qū)動，直接提供負(fù)載保護(hù)：InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD內(nèi)部集成負(fù)載開關(guān)驅(qū)動，同時還提供了一些放電的路徑，一旦負(fù)載被拔掉后，電容也會通過內(nèi)部的電路釋放掉，保證輸出端始終是一個安全的電壓。

溫度檢測輸入：該方案提供用于NTC電阻的專用溫度檢測引腳，可以根據(jù)CC1或CC2的負(fù)載指令來設(shè)定輸出電壓，范圍在3-24V，每檔位為10mV，傳統(tǒng)上PD的標(biāo)準(zhǔn)在20mV/檔位。恒流控制：最大輸出數(shù)值的20%-100%之間可調(diào)。電流檔位：最大輸出數(shù)值的0.8%。閻金光先生進(jìn)一步解釋，當(dāng)以5V電壓給手機(jī)充電時，其實(shí)真正到達(dá)電池兩端的電壓不足5V。經(jīng)過DC/DC降壓，得到3.6V或3.7V，此時會帶來功率損耗，因此會造成手機(jī)發(fā)燙。 PI的方案中可以通過指令使AC/DC輸出端直接做到3.6V或3.7V，如此省去了DC/DC，不僅可以降低手機(jī)內(nèi)部的功耗，降低溫升，同時還可以提升充電效率，這也是PD控制協(xié)議出現(xiàn)的初衷。

相比傳統(tǒng)方案，InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD在元件使用上要減少一半，以60W USB PD適配器為例，InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD總元件用約為60個，而其它3芯片方案要使用118個，4芯片方案需要124個，而自家的InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch4-CZ ClampZero&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO8482; 也需要79個元件。

PI提供以下兩個參考設(shè)計(jì)，DER-837提供45W USB 3.0+PPS，使用元件數(shù)54個，空載輸入功耗小于20mW,相較于DOE6和CoC v5 2016標(biāo)準(zhǔn)高出2.5%以上的裕量；RDR-838提供60W USB 3.0+PPS，使用元件數(shù)61個，空載輸入功耗小于35mW,相較于DOE6和CoC v5 2016標(biāo)準(zhǔn)高出2%以上的裕量；

PI USB PD發(fā)展歷程

&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO65517; 早在2015年P(guān)I就推出了其在USB PD上的第一款產(chǎn)品-InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch，這也是市場上首次采用FluxLink技術(shù)，該技術(shù)在初級和次級側(cè)利用兩個線圈耦合來傳遞信息，無需光耦器，不但可以節(jié)省空間還可提高功率密度；

&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO65517; 2017年InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3面世，該器件在任何輸入電壓及負(fù)載條件下均可提供94%的高效性能，將電源損耗大幅降低25%，并且可以設(shè)計(jì)出無散熱片的緊湊型65 W電源；

&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO65517; 2019年InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-Pro發(fā)布,可極大簡化全數(shù)控高效率電源的開發(fā)和制造，尤其是采用緊湊外殼的電源。通過I²C接口，可實(shí)現(xiàn)輸出電壓及電流的動態(tài)控制，并且提供其他可動態(tài)設(shè)定的保護(hù)功能。同時針對大功率的輸出，PI還集成por:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫erGAN開關(guān)；

&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO65517; 2020年，PI為應(yīng)對市場對電源體積和更高功率密度的要求，推出MinE-CAP，降低大電容所占的空間和尺寸，有利于在不改變工作頻率的情況下，將電源體積縮??；

&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO65517; 2021年發(fā)布InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch4-CZ，是一款有源鉗位IC，與ClampZero兩個IC搭配工作，進(jìn)一步縮小電源體積。

&(T詻奆B抔 筥?馴\a?g逕賬??c︺M藪躄弶N髕簐hq食?)?5=黈?le醹d:V紿^蒔{?!曗妠0?@a9y?敯?ㄨK疃浌?頞訒墣^)?琱逺?v鏢Kr紺0ジF脾孷:go?G鄰?.hど埴_镻?09暌}?S?XPO65517; 本次發(fā)布InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD是高集成度充電器解決方案，整合了USB PD、PPS、Por:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫iGaN和FluxLink技術(shù)，可最大限度地提高效率，顯著減少適配器和充電器的元件數(shù)量。

PI在推出第一款USB PD后，一直致力于提供更大的輸出功率，同時實(shí)現(xiàn)更高的功率密度。在體積上也追趕電子產(chǎn)品對小型化的需求，做到高水平的集成度，并使用最少的元件。InnoSr:破高膙轔?f然揩襮嫛蟿F鳩5pep=k?確矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鵒黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鯇M(纈s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫itch3-PD IC同樣具備全面的保護(hù)功能，包括輸入電壓監(jiān)測、精確的電壓緩升/緩降和過壓保護(hù)，以及具有可對故障響應(yīng)單獨(dú)設(shè)定的輸出過壓和欠壓故障檢測。