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(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。在初級側(cè)實(shí)現(xiàn)了一個基于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啟動單元。 STCH03控制器驅(qū)動新型650 V MDmesh?M6技術(shù)功率MOSFET STD7N65M6的柵極。在次級側(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)回路始終位于次級側(cè)，以驅(qū)動功率調(diào)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(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)存儲在內(nèi)部非易失性存儲器中，因此STUSB4761最多可實(shí)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(nèi)部或外部軟件（自動運(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（具有自動運(yùn)行）

• 提供者角色-多達(dá)5個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啟動單元。

恒定的輸出電壓（CV）調(diào)節(jié)環(huán)路是通過次級側(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)特殊功能會自動降低工作頻率，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)都是自動重啟模式，可以在內(nèi)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(qiáng)抗噪能力，從而完善了該設(shè)備的設(shè)備。 

主要規(guī)格:

• 先進(jìn)的電源管理可實(shí)現(xiàn)超低的待機(jī)功耗（230 VAC時(shí)低于10 mW）

• 完全集成的初級側(cè)恒流輸出調(diào)節(jié)（CC）

• 零功耗的650 V嵌入式HV啟動電路。

• 準(zhǔn)諧振（QR）零電壓開關(guān)（ZVS）操作

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

• 具有自動重啟功能的輸出欠壓保護(hù)（UVP）

• 輸入電壓前饋補(bǔ)償，用于與市電無關(guān)的CC調(diào)節(jié)

• 嵌入式熱關(guān)機(jī)

• 智能頻率抖動可抑制EMI

• SO8封裝

?場景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?工作溫度

?核心技術(shù)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(rèn)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(hù)

?方案規(guī)格

· USB-IF認(rèn)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(shí)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(yīng)同步整流的隔離式準(zhǔn)諧振反激拓?fù)?

· 可編程輸出電壓和電流保護(hù)

· 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