瑞薩零待機(jī)功耗65W USB-C適配器方案

隨著智能手機(jī)和電腦等設(shè)備在工作和生活中扮演著越來(lái)越重要的角色，電量焦慮也逐漸成為人們?nèi)粘Ｃ鎸?duì)的一大挑戰(zhàn)，尤其是在長(zhǎng)途旅行或緊急工作時(shí)刻，對(duì)電量不足的焦慮更是達(dá)到了頂峰。面對(duì)這一需求，一款集緊湊、輕便與高功率輸出于一身的充電解決方案成為了眾多用戶理想之選。

瑞薩零待機(jī)功耗65W USB-C適配器方案基于USB PD 3.1技術(shù)，采用自適應(yīng)準(zhǔn)諧振（QR）操作和多模控制，可實(shí)現(xiàn)更高的效率和EMI性能，并縮小產(chǎn)品尺寸。該方案支持雙端口功能，非常適用于旅行使用，可同時(shí)為兩個(gè)設(shè)備充電，從滿足在旅途中對(duì)多個(gè)充電設(shè)備的需求。

在器件方面，該方案集成氮化鎵GaN FET TP65H150G4LSG、數(shù)字AC/DC控制器iW9870、光耦合器PS2381-1、數(shù)字同步整流控制器iW610、四開(kāi)關(guān)同步升降壓控制器ISL81401A以及協(xié)議IC iW780。

系統(tǒng)框圖

其中，iW9870數(shù)字AC/DC控制器是實(shí)現(xiàn)零待機(jī)功耗的關(guān)鍵。其集成獲得專利的準(zhǔn)諧振（QR）谷底模式開(kāi)關(guān)技術(shù)以及CCM和DCM操作技術(shù)。經(jīng)過(guò)優(yōu)化，該產(chǎn)品直接驅(qū)動(dòng) GaN HEMT，從而以更高的開(kāi)關(guān)頻率和更小的磁性元件實(shí)現(xiàn)高效率。同時(shí)，iW9870采用專有的智能省電技術(shù)，加上一個(gè)兼容的次級(jí)側(cè)控制器，可實(shí)現(xiàn)零待機(jī)功耗快速充電電源，空載待機(jī)功耗低于5mW，非常適合適配器和充電器或任何持續(xù)連接到交流市電的設(shè)備。

在數(shù)字同步整流控制器方面，本方案采用的iW610適用于所有瑞薩電子AC/DC轉(zhuǎn)換器和任何反激式轉(zhuǎn)換器拓?fù)洌ㄔ贒CM和CCM模式下運(yùn)行的準(zhǔn)諧振（QR）、零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS）和有源鉗位反激式（ACF）。iW610還可與諧振LLC轉(zhuǎn)換器配合使用。該裝置可在低側(cè)或高側(cè)配置下運(yùn)行，無(wú)需外部輔助繞組。此外，iW610可以在MOSFET整流器的高壓漏極上感應(yīng)高達(dá)140V的電壓，從而實(shí)現(xiàn)高達(dá)28V的輸出電壓范圍，并且無(wú)需任何外部箝位電路。

同時(shí)，該方案還采用四開(kāi)關(guān)同步升降壓控制器ISL81401A來(lái)調(diào)節(jié)USB-PD適配器的輸出電壓，該控制器兩端均具有峰值和均值電流感應(yīng)以及監(jiān)測(cè)功能，省去了額外的檢測(cè)電路。并且該器件還提供多種保護(hù)功能，如OVP，UVP，OTP等，可確保安全性。

為支持USB PD 3.1標(biāo)準(zhǔn)，本方案采用iW780協(xié)議IC。該IC將二次側(cè)環(huán)路調(diào)節(jié)控制器、接口協(xié)議控制器、USB VBUS驅(qū)動(dòng)器集成到單個(gè)封裝中，支持業(yè)內(nèi)多種D+/D-快充協(xié)議，能夠?yàn)楦鞣N移動(dòng)設(shè)備提供快充功能。

此外，本方案還可以設(shè)計(jì)為單輸出零待機(jī)功耗65W USB-C適配器產(chǎn)品，同樣具有出色的性能。

系統(tǒng)框圖

面對(duì)電子產(chǎn)品的充電需求，瑞薩零待機(jī)功耗65W USB-C適配器方案無(wú)疑是理想伴侶。它不僅滿足了人們對(duì)充電效率和便捷性的追求，更從“充電”這件小事上助力節(jié)能減排。未來(lái)，瑞薩將持續(xù)創(chuàng)新，不斷研發(fā)更加高效、環(huán)保的充電技術(shù)，讓生活更綠色、更輕松！