基於Leadtrend _LD5555 + LD8526+ LD6612應用於USB PD3.0 Type-C 65W適配器設計方案

PD 的全名叫做 Power Delivery,是 USB 協會想要透過 USB Type C 來統一連接頭而發展出的統一供電協議,理想中只要裝置支援PD,不管你是筆電、平板還是手機或是其他產品都可以透過一根 USB Type C 線與 PD 充電器來充電/供電,並可以使用在支援快充上,那以筆電來說,較為高性能的筆電可能就需要65W的電源提供,那麼透過 PD 協議,筆電就可以向電源申請 20V/ 3.25A 的 profile,那麼電源就會提供筆電 20V,最高 3.25A 的電源給筆電。

因此本方案以USB PD3.0 Type-C應用的65W電源適配器為例,主要控制器採用通嘉半導體LD5555小6 Pin IC,並搭配二次側同步整流LD8526GL與LD6612來實現本案的高效能、低空載待機功耗PD充電器來充電/供電。本案會採用LD5555+LD8526GL+LD6612主要它是一款_PWM QR+SR+PD,可大幅簡化PWM與SR周邊元件,PWM QR適合在100W以下的應用場合,讓設計者能將它調整成適合各領域的產品應用。Leadtrend半導體LD5555是Multi-Mode PWM Controller IC,它結合QR_Flyback (Quasi-Resonant_Flyback) 與CCM控制器在SOP-8包裝裡,在QR_Flyback部分,它是屬於谷底切換的操作(Valley Switching Operation),此功能能有效降低 MOSFET切換損失,以提升整體效率,該裝置可將部件數量降至最低節省電路空間,並降低了電路的總體材料成本。

LD5555具有高壓啟動、休眠模式、綠色模式節能運行,內部斜率補償、軟啟動功能,可將降低功率損耗並提高系統性能。具有完整的保護功能,如OPP(過功率保護),OVP(過電壓保護),OCP(過壓電流保護)和輸入/輸出低電壓護,LD5555可防止電路在工作中損壞異常的情况。此外LD5555具有頻率特性交換和軟驅動功能,可以減少噪音改善傳導干擾與幅射干擾。有內置 OSCP(輸出短路保護), CS引腳上的外部有OTP(過溫保護功能)以及SDSP(二次二極管短路保護功能)等保護功能齊全。
LD8526GL是一款二次側同步整流 (SR) 驅動器 IC。它適用於CCM、DCM和QR模式下的反激式電路架構,可使用在低側負端輸出和高側正端輸出位置的同步整流,LD8526GL可用於CCM和DCM操作在輕負載條件下,LD8526GL可以進入節能模式,透過停止 SR MOSFET 驅動功能來降低工作電流。可以透過低輸出電壓在負端輸出或正端輸出位置的整流應用產生自己的電源電壓維持運作不需要另外提供電源給IC運行,可以自行供電,無需輔助繞組,可以減少許多系統電路周邊零件與控制電路組件數量與電路空間,並降低電源應用的材料成本。可支援具有峰值負載功能的應用(最高頻率可到130kHz),也適用於PD應用輸出電壓範圍為3V至21V,可編程設定IC關斷的準位。
LD6612 是一款 USB 供電 (USB PD) Type-C控制器位於次級側,實現高效、纖薄外形尺寸離線AC-DC設計。8位MCU是嵌入處理PD協議、策略引擎和設備具有內置雙相標記編碼 (BMC)的策略管理器用於USB PD通信或其他專有協議(例如QC2.0/QC3.0)。為了最大限度地減少外部元件,它集成了分流器調節器、電壓和電流監測和控制電路阻斷N-MOSFET。內置穩壓器提供4.8V MCU 和外設在單電源下運行從 3.3 至 24V的運作範圍。

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►尺寸圖

►核心技術優勢

1. IC包含QR_Flyback與CCM多模式控制器 2. 啟動電路Low Startup Current (<1uA) 3. Brown-in/out功能 4. 可調式CS_OTP(過溫保護)SDSP(二次二極管短路保護功能) 5. SR低輸出電壓和/或高邊整流運行自供電,無需輔助繞組 6. 0.35mA Ultra-low operating current at light load 7. 可編程設定關斷電平準位,快速關斷總延遲30ns 8. 200uA 超低綠色節能模式工作電流 9. 崁入式 MCU with 16kbyte OTP and 256+384bytes SRAM 10.可編程設定輸出線損補償功能

►方案規格

1. 全電壓輸入範圍: 90Vac ~ 264Vac 2. 最大輸出功率: (20V/3.25A) 65W 3. 輸出電壓範圍: 5A/3A , 9V/3A , 15V/3A ,20V/ 3.25A 4. 四點平均效率 > 88% @(25%, 50%, 75% ,100%)Efficiency Meet CoC Tier 2 5. 空載待機功耗小於75mW, EMI meet EN55032 Class B 6. 具有OCP/OVP/OTP/OPP/OSCP等保護功能齊全 7. 適用於 CCM、DCM 和 QR模式 8. 適用於具有峰值負載功能的應用(最高頻率130kHz) 9. 展示板PCB尺寸LxWxH=93mm x 47mm x 22mm 10. USB PD2.0 and PD3.0 (PPS) 等其它專有協定如QC2.0, QC3.0, QC4.0, PPS

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