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ST推出支持高能效Power Delivery和PPS的参考设计 简化USB Type-C™电源适配器设计

2021/3/1 16:16:45
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  据兆亿微波科技了解,中国,意法半导体推出了一个支持可编程电源(PPS)的 USB Type-C?Power Delivery 3.0参考设计,最大输出功率27W,在不连接充电线的情况下零功耗,可加快好用、小巧、高效的电源适配器设计。USB PPS有助于节省电能,减少设备充电时间和散热量,降低设备端的物料清单成本。


ST推出支持高能效Power Delivery和PPS的参考设计 简化USB Type-C™电源适配器设计


  STEVAL-USBPD27S参考设计集成STM32G071微控制器(MCU)、最先进的PWM控制器STCH03和TCPP01-M12 USB Type-C 保护IC,其中,STM32G071单片集成功能完整的USB Type-C Power Delivery控制器。这个参考设计让用户可以快速开发USB快充电源适配器,满足欧盟能效标准European CoC V5 Tier-2和美国能效标准DOE Level VI规定的四级最低平均工作能效和待机功耗低于40mW的要求。


  STM32G071 MCU处理整个数字控制部分的功能,包括副边VBUS电压控制算法,以及意法半导体独有的自适应同步整流专利算法,从而提高充电效率。VBUS控制算法符合USB Type-C供电和PPS规范,并实现了电缆压降补偿,以精确控制供电电压。PPS可以在3.3V-11V之间以20mV步长逐步调整输出电压值,50mA步长逐步调整限流值,以最大程度地减小充电期间的功率变换损耗。


  作为基于MCU的解决方案,该参考设计为用户提供了更多的设计灵活性,可以实现其他的客户定制应用层,引入USB Power Delivery标准的升级改进功能。


  STEVAL-USBPD27S电路板的功率级采用意法半导体的高集成度STCH03 PWM控制器,该控制器内置高压启动电路、原边恒流输出调节和先进电源管理功能。为准谐振零压开关(ZVS)反激式转换器设计,STCH03确保功率变换器具有高能效、超低待机功耗和出色的动态性能。


  STD7N65M6 MDmesh M6原边高压STPOWER MOSFET优化了软开关和硬开关模式的开关性能,为应用设计带来极高的能效。


  最后,TCPP01-M12 为USB VBUS引脚和配置通道(CC)引脚提供±8kV ESD静电放电保护,符合IEC 61000-4-2第4级安全要求。VBUS引脚和CC引脚之间还有短路保护功能,以及误用坏线导致设备损坏的防护功能。


  STEVAL-USBPD27S是一个小巧紧凑的立即可用的评估板模组,外观尺寸为59mm x 35mm x 21mm,功率密度达到每立方英寸10.2W。


  STEVAL-USBPD27S产品详情


  具有PPS适配器的紧凑型27W USB Type-C Power Delivery 3.0

ST推出支持高能效Power Delivery和PPS的参考设计 简化USB Type-C™电源适配器设计

  STEVAL-USBPD27S 27 W AC-DC适配器参考设计可作为USB供电提供商,具有单个USB Type-C端口,支持可编程电源(PPS),并具有自适应同步整流功能。借助最少的材料清单,它使用户可以轻松设计紧凑且经济高效的适配器。  STEVAL-USBPD27S图像 该参考设计接受广泛的输入电压,并提供两个经过良好调节的固定PDO(5V @ 5A,9V @ 3A)和两个APDO(5VProg @ 5A和9VProg @ 3A),它们已微调至标称电压范围(可编程电源)或PPS),从而按照USB Power Delivery规范的要求管理V CONN。


  该适配器符合最严格的节能建议(EU CoC – Tier 2 ver。5和DOE Level VI),确保空载功耗小于40mW。所有PDO均符合CoC ver。5 –除9VProg @ 3A APDO之外,满足第2层和DOE VI级别的要求,从而确保在活动模式下符合最低的四点平均效率。


  该系统已经过测试,可以使用标准平均检测器在115 V AC和230 V AC的输入电压的一半和满载情况下验证传导噪声的排放和是否符合EN55022(B类)。


  所有功能


  符合USB Power Delivery 3.0


  通用输入电源电压范围:90 VAC至264 VAC(线路频率:45 Hz至65 Hz)


  PD输出


  两个固定的PDO:5V @ 5A,9V @ 3A


  两个APDO(PPS):5VProg @ 5A,9VProg @ 3A


  PPS模式:CV为20 mV步进,CC为50 mA步进


  输出功率:27 W


  符合CoC ver的活动模式下的最低四点平均效率。5 –第2层和DOE VI级要求


  <40 mW空载待机功率


  板载MCU控制的自适应同步整流


  加载前馈


  OVP,UVP,OC,短路保护


  CC线路上的ESD保护超过IEC61000-4-2级别4


  根据IEC61000-4-5,VBUS引脚上的浪涌电流的抗扰性高达35 A(8/20 ?s波形)


  符合EN55022(B类)传导噪声标准


  紧凑的外形:


  59x35x21mm尺寸


  10.2 W / inch 3功率密度


  符合RoHS


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