基于ST STUSB4761的45W Type-C Power Delivery 3.0充电器方案

厌倦了为不同的配件使用不同的充电器?
ST 意法半导体的EVLSTCH03-45WPD充电器具有USB-A端口和USB-C端口,因此您无需使用多个充电器即可同时为不同的设备充电。

 EVLSTCH03-45WPD 45W USBType-C®Power Delivery 3.0充电器是USB-IF认证的解决方案。 EVLSTCH03-45WPD是带有独立USB PD控制器的隔离电源。在初级侧实现了一个基于STCH03控制器的准谐振反激式转换器,该转换器具有光耦合器反馈以进行电压调节。该控制器结合了高性能低压PWM控制器芯片和650 V HV启动单元。 STCH03控制器驱动新型650 V MDmesh™M6技术功率MOSFET STD7N65M6的栅极。在次级侧,为了提高系统效率,整流基于SRK1001自适应同步整流控制器。该控制器驱动100V STripFET™F7技术功率MOSFET STL110N10F7的栅极。CC / CV调节回路始终位于次级侧,以驱动功率调节级,而USBType-C®PD接口则基于STUSB4761控制器。该控制器具有完整的硬件USB PD堆栈的优点,可以根据USB PD标准进行可靠,确定性和安全的协商。EVLSTCH03-45WPD使用Dual Transil阵列提供ESD保护ESDA25L,可防止USBType-C®连接器产生破坏性的静电放电。

此方案实现了一个坚固的充电器,可保护其免受输出过压,输出欠压,输出过功率和输出短路的影响。此参考设计基于意法半导体,可帮助设计人员开发具有用料精简清单的充电器,从而获得成本快速有效的设计。

STUSB4761是独立的USB PD控制器(集成CC / CV)

STUSB4761解决了USB TYPE C 和Power Delivery提供器设备的问题。 由于起始的参数存储在内部非易失性存储器中,因此STUSB4761最多可实现5个PDO,以便与接收器自动协商电源传输,而无需任何内部或外部软件(自动运行模式)。 CC / CV调节环路允许以最低的BOM成本实施完全调节的电源管理单元(AC / DC)。

 

主要规格

  • USB TYPE C和USB PD控制器(具有自动运行)
  • 提供者角色-多达5个PDO配置文件
  • 可编程的VBUS电压和电流保护
  • 高端电流检测
  • 集成的CC / CV法规
  • 50 mA VCONN开关(OVP和OCP)
  • E标记电缆支持100 W应用
  • 环境温度自适应电源和过热保护
  • 支持数据角色和VCONN交换
  • 透过CC引脚进行出厂模式配置
  • 集成的VBUS放电控制路径
  • 集成VBUS开关栅极驱动器(PMOS)
  • VBUS短路保护
  • VDD = [4.1 V; 22 V]-AMR = 28 V
  • 温度范围:-40°C至105°C
  • ESD = 1.5 kV CDM / 4 kV HBM
  • 认证依据:
  • USB Power Delivery规格(3.0版)
  • USB type-C™(1.4版)
  • TID:2070

 

STCH03是用于低待机适配器的离线PWM控制器

STCH03电流模式控制器设计用于离线准谐振ZVS(开关导通时的零电压开关)反激转换器。

它在同一封装中结合了高性能低压PWM控制器芯片和650V HV启动单元。

恒定的输出电压(CV)调节环路是通过次级侧反馈实现的,输出电压信息通过STCH03的FB引脚上的光耦合器进行传输,以获取选定的输出电压。

该器件具有独特的特性:它能够使用初级感应反馈来提供恒定的输出电流调节(CC)。这消除了对专用电流基准IC和电流传感器的需求,同时仍保持了非常精确的输出电流调节。

准谐振操作是通过变压器去磁检测输入来实现的,该输入触发连接在ZCD引脚上的MOSFET的导通。此输入还可用作输出电压监控器,以实现与电源无关的CC调节(线路电压前馈),并实现OVP和UVP。

最大开关频率在154 kHz以下是最高限制,因此在中等轻负载下,一项特殊功能会自动降低工作频率,同时仍保持工作尽可能接近ZVS。在非常轻的负载下,该器件进入受控的突发模式操作,该器件与零功率高压启动电路一起使用时,该器件的极低静态电流有助于最大程度地减少残馀输入功耗,从而满足最严格标准的要求。

在突发模式操作期间,必须通过最佳应用设计来保证VDD电源电压。无论如何,由于变压器的寄生电容,创新的自适应UVLO有助于最大程度地减少与辅助偏置电压随输出负载的波动有关的问题,并进一步降低IC的偏置功耗。

除了这些功能可优化在不同工作条件下的功率处理之外,该器件还提供输出过压保护(OVP),过热保护(OTP),打ic模式保护,当变压器饱和或次级二极管发生短路和输出欠压保护(UVP),可在发生输出短路时限制平均输出电流。除OVP保护外,所有保护都是自动重启模式,可以在内部将其选择为自动重启或闭锁模式。

电流检测输入上的嵌入式前沿消隐功能可增强抗噪能力,从而完善了该设备的设备。 

 

主要规格:

  • 先进的电源管理可实现超低的待机功耗(230 VAC时低于10 mW)
  • 完全集成的初级侧恒流输出调节(CC)
  • 零功耗的650 V嵌入式HV启动电路。
  • 准谐振(QR)零电压开关(ZVS)操作
  • 精确可调的输出过压保护(OVP),具有故障后自动重启(STCH03)或锁定(STCH03L)的选项
  • 具有自动重启功能的输出欠压保护(UVP)
  • 输入电压前馈补偿,用于与市电无关的CC调节
  • 嵌入式热关机
  • 智能频率抖动可抑制EMI
  • SO8封装

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

 广泛的输入范围:(90 VAC至265 VAC)。  多重输出组合: 5 V / 3 A, 9 V / 3 A, 12 V / 3 A, 15 V / 3 A, 20 V / 2.25 A  认证: USB-IF,  安规: EN60065, EMI符合EN55022-B级, RoHS  可编程输出电压和电流保护

►方案规格

 USB-IF认证  USBType-C®PD 3.0参考:  电源砖EVLSTCH03-45WPD TID:2071  PD控制器STUSB4761 TID:2070  通用交流输入范围VIN:  90伏交流电至264伏交流电  PD输出配置文件:  5 V-9 V-12 V-15 V @ 3 A  20 V @ 2.25安  满载时的最大效率:90%@交流输入范围  空载消耗(无电缆插入):  <30毫瓦@ 230伏交流电  满足所有DOE和UE CoC要求的能效  具有自适应同步整流的隔离式准谐振反激拓扑  可编程输出电压和电流保护  符合EN60065的安全性  EMI符合EN55022-B级  紧凑的外形尺寸:70 x 50 X 26.8毫米  符合RoHS

技术文档

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