具有PD功能的完全集成USB-C系統(tǒng)方案

傳統(tǒng)上，傳統(tǒng)的USB Type-A和Micro B電纜都有指定的源和設(shè)備形狀系數(shù)。USB-C（也稱為USB Type-C）引入了靈活性，因此電纜的兩端可以在任何方向上互換使用。具有供電（PD）功能的USB-C允許系統(tǒng)協(xié)商高達100 W的功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了之前的7.5 W限制。 USB-C PD標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)速率也已遷移到最高40 Gbps。

為了在兩個或多個USB-C系統(tǒng)之間實現(xiàn)功能，系統(tǒng)必須進行通信，并分配將提供電源和數(shù)據(jù)以及將接收傳輸?shù)碾娫春蛿?shù)據(jù)的設(shè)備。 這種類型的設(shè)備通信角色分配是USB的新增功能。 因此，必須為特定應(yīng)用精心設(shè)計USB-C系統(tǒng)。 安森美半導(dǎo)體提供一整套AC-DC和DC-DC方案，包括參考設(shè)計，樣品固件和業(yè)界領(lǐng)先的GUI接口。 安森美半導(dǎo)體的解決方案使客戶能夠快速而自信地將USB-C集成到他們的平臺中。

AC-DC 方案

AC-DC方案應(yīng)用于終端應(yīng)用，如AC-DC壁式適配器、USB壁式插座和工業(yè)電源系統(tǒng)。

針對使用最新的USB充電標(biāo)準(zhǔn)的智能AC-DC應(yīng)用，安森美半導(dǎo)體推出的一款帶同步整流器的完全集成的USB-C PD和PPS控制器。FAN6390集成了策略管理器，符合USB-C PD 3.0和PPS標(biāo)準(zhǔn)。它采用了一個極低的5 mΩ感測電阻，提供高達60W的完全集成電源方案。還可在AC-DC方案中加入CC線路上的高壓保護功能。FAN6390符合USB-C和USB PD設(shè)計的所有要求。

與FAN6390相輔相成的是我們公司為隔離式AC-DC應(yīng)用提供的完整的初級側(cè)方案。下面的框圖展示了我們同類產(chǎn)品中最好的AC-DC方案，其增強的智能水平為用戶提供最佳的充電體驗，即使是那些全天保持多臺設(shè)備運行的用戶。

圖 1： USB-C AC-DC 方案框圖

該方塊圖解決方案支持在20 V的VBUS上提供高達60 W的輸出功率提供。該設(shè)計的最大輸出電流為3 A，可協(xié)商VBUS為5 V、11 V或15 V，符合USB-C PD標(biāo)準(zhǔn)中定義的標(biāo)準(zhǔn)電壓。當(dāng)不需要USB-C PD合同充電時，F(xiàn)AN6390將配置端口以提供USB-C標(biāo)準(zhǔn)所定義的電源。從通過光電耦合器與初級側(cè)通信到集成所有必要的控制來實現(xiàn)USB-C PD策略管理器，F(xiàn)AN6390為AC-DC設(shè)計人員提供了成功利用最新的USB-C充電標(biāo)準(zhǔn)的工具。

在AC-DC方案方面，安森美半導(dǎo)體提供了包括MDB10S在內(nèi)的高性能初級產(chǎn)品，包括1 A、1000 V低正向壓降的單相橋式整流器MDB10S。 然而，本次展示的明星產(chǎn)品是高性能的準(zhǔn)諧振反激控制器NCP1342。 它包括集成的高壓啟動，并采用了專有的快速頻率返走技術(shù)，以提高高開關(guān)頻率的輕負(fù)載效率。這意味著由于變壓器和元件的減小，會帶來功率密度更高和更小的適配器。

DC-DC方案

DC-DC方案應(yīng)用于終端應(yīng)用，如個人電腦/筆記本電腦、智能手機、拓展口、配件、汽車、可穿戴設(shè)備、消費類和工業(yè)等。

圖 2： USB-C DC-DC 方案框圖

DC-DC方案包括NCP81599，具有降壓/升壓功能和四個集成的40 V FET驅(qū)動器。它符合QC 3.0標(biāo)準(zhǔn)，通過I2C編程，具有高度靈活性。電源通過專門設(shè)計的隔離開關(guān)進行電流限制和過壓保護。 FUSB307B USB-C控制器本身完全符合PD 3.0和TCPC標(biāo)準(zhǔn)，是多端口系統(tǒng)的理想選擇。USB-C的數(shù)據(jù)速率可高達10 Gbps，這意味著信號完整性可能會因PCB走線和傳輸電纜而降低。安森美半導(dǎo)體有一系列轉(zhuǎn)接驅(qū)器產(chǎn)品，如NB7NPQ1004M，通過在輸入接收器上進行不同級別的均衡和輸出發(fā)射器上采用平坦增益放大來補償這些損耗。信號還可以通過一個SS開關(guān)進行多路復(fù)用，以保持信號的完整性。

安森美半導(dǎo)體通過為AC-DC和DC-DC設(shè)計人員提供必要的工具，使他們輕松、成功地將最新的USB標(biāo)準(zhǔn)集成到其設(shè)計中，從而在USB-C PD細(xì)分市場上取得長足的進步。除了框圖之外，安森美半導(dǎo)體還提供了大量的特定應(yīng)用參考設(shè)計組合。這些參考設(shè)計包括客戶友好的圖形用戶接口（GUI），在某些情況下更提供示例參考代碼。

審核編輯：郭婷