11月23日,2022(冬季)USB PD&Type-C 亚洲大会改为线上直播形式,此次大会邀请到了数位 USB PD 快充行业的技术专家和 USB PD 快充资深从业人员,分别来自茂睿芯、晶丰明源、宝砾微、华源、力林、钰泰、东科,他们将为大家分享最新的快充技术干货,帮助电源企业抓住新的市场增长点,加快新品上市,抢占市场先机。
华源智信半导体(深圳)有限公司 FAE经理 董发文先生发表了以《华源智信数字电源芯片介绍》为主题的演讲。
华源智信半导体是一家行业领先的模拟和数模混合IC产品供应商,聚焦显示领域的电源芯片。公司核心人物来自于iWatt、Dialog和PI公司,拥有丰富的数字电源管理经验以及设计技术积累。董发文先生拥有二十年领先的半导体原厂技术与市场工作经验,熟悉快充电源市场及AC-DC电源应用。
此次演讲,董发文先生分别介绍了华源电源芯片的特点、主推及新产品和基于华源芯片设计的部分快充DEMO。
华源智信半导体的初级PWM系列芯片,可以在芯片Vcc供电电压低于8.3V时自动输出驱动脉冲,并在供电电压高于8.5V时关闭驱动信号输出,自动保持供电电压,可以使用较小容量的Vcc电容,避免在动态输出时出现重启等问题。
在使用自保持功能,当负载空载满载切换时,Vcc不会重启,实际测试中,不需要特意增加VCC 电容的容值,Vcc供电电压不会跌到欠压保护点,消除了不必要重启的问题。
华源智信的HY系列初级芯片还支持频率反向控制技术,在输入电压升高时,满载开关频率会略微降低,实现更优秀的高压效率。传统的工作模式,开关频率随着电压升高而升高,会造成效率的下降。而华源的方案,初级芯片可以在高压输入时,略微降低满载工作频率,提升效率到94%以上。
华源智信独有的自适应驱动技术可以平衡EMI和效率,能够调节驱动电阻,通过优化MOSFET的开启速度,在开启的时候使用弱驱动降低次级应力,并在Vds电压下降时采用强驱动,更快导通,降低导通电阻,来降低开关损耗,在驱动结束的时候采用弱驱动,从而优化EMI特性和效率。
华源还有其它的EMI解决方案——变压器屏蔽层吸收。方案在做EMI处理时,变压器上会加一些屏蔽措施,技术已经十分成熟。华源在这一方面做了一些扩展应用,将屏蔽技术结合华源芯片特点进行处理,当inbox客户要求辐射裕量(可以做到10dB以上)非常大时,便起到很大作用,满足批量生产时的裕量要求。
专利的变压器屏蔽层吸收技术,可降低40M~80Mhz频段RE噪声高达5DB,并可保证量产RE余量及其一致性。
还有稳定环路控制技术,PD快充应用输出电压变化范围很宽,如果是固定增益情况下,环路控制外部参数相对来说调试会更困难,华源芯片内部采用分级环路补偿,使应用电路的环路设计简单稳定可靠。
快充的各个电压段环路稳定,并且对有峰值功率的充电器,尽管使用很小的电流采用电阻,系统环路容易调试,并且小负载时的音频噪声很小。
华源智信在同步整流方面有独有的技术创新,开机主动下拉技术可以在电源开机的时候拉低Gate引脚,保持0V输出,关断同步整流MOS,确保安全稳定工作。在Vcc达到工作电压并延时后开启驱动信号输出,保证稳定可靠工作,提升可靠性,并降低对MOS管电容参数的要求,降低系统成本。
第七是电荷泵供电技术,在输出电压比较底的情况下可以把VCC电压提高到一个比较高的水平,获得一个比较高的驱动电压,从而使同步整流MOS的导通电阻比较小,提高整个系统的效率。
为了更加节能,在要求低待机功耗时候,同步整流具备Green Mode功能在系统负载很小时,关掉同步整流输出,可进一步降低系统待机功耗,实际应用上可以做到满足20mW待机功耗要求。
介绍完华源电源芯片的特点,董发文先生紧接着针对公司目前主力产品以及新品进行详细介绍。
华源智信HY913是一颗数字自适应多模式同步整流控制器,适用于DCM/QR/CCM运行模式。芯片内置电荷泵,可以将供电电压升压,确保同步整流管完全导通,低压输出时效率更高。并支持开机下拉功能,支持预关断功能,加快关断速度,具有10ns关断延迟,支持CCM工作模式。可在轻载时关闭驱动,进入绿色模式,降低待机功耗。
HY913内置积分功能,可以防止同步整流误开通,芯片支持3~25V供电范围,满足PPS供电范围,芯片内置初级和次级MOSFET同时导通保护,漏极检测引脚耐压高达150V,并支持内部供电电压钳位,无需外置绕组,外围元件精简,并具有更强的抗干扰能力。
华源在HY913的基础上推出的HY923,可以放在正端或负端应用,关断速度块,反向尖峰电压低,耐压150V,驱动能力强,驱动电压钳位在7V,启动时驱动下拉功能,积分功能避免同步整流误开通。
华源智信还推出了两款QC3.0+的协议芯片,分别为HY5206和HY5205。芯片外围十分精简,无需补偿环路,无需外置431,可实现精准的CV/CC,并支持外部OTP保护功能,VCC工作电压为16V,兼容主流的初级PWM控制器芯片,匹配性强,满足成本优先的应用。
华源还将推出集成降压变换的快充协议芯片HY5531,采用QFN小尺寸封装,支持USB PD3.1 协议规范以及各手机厂商的快充协议,可自动检测USB设备的插入和移除,具备完善的各类保护功能。
HY5531内部集成3.6A的降压变换器,可编程设置降压变换器的工作频率,支持宽工作电压范围,支持级连功率自动分配,易于配置组合成多口快充。
华源智信HY1655和HY3655是多模式反激电源控制器,均采用SOP7封装,支持高压启动,具有低工作电流,待机功耗低于20mW。芯片支持外置OTP过热保护功能,在不同输出电压时OTP过热保护一致,同时还支持LPS保护功能,支持PD电源应用。
芯片在低压输入时在CCM模式运行,高压输入时采用QR模式,高低压下都具有较高的效率。芯片支持65KHz,89KHz,135KHz和200KHz频率可选,满足不同设计的应用,芯片内置专利的智能驱动,可优化EMI并提高效率。
其中HY1655支持12V驱动电压钳位,HY3655支持6.2V驱动电压钳位,HY1655适用于CoolMOS和耗尽型氮化镓应用,HY3655适用于增强型氮化镓应用,两款芯片都支持Vcc自保持功能,并且具有ESD保护功能,支持输出OVP保护和外部OTP 保护。
HYC3656是华源新推出的集成GaN的反激变换器,可用于45-65W快充应用设计。HYC3656采用DFN6x8封装,内置650V/165mΩ的氮化镓功率器件,工作频率可选89k、130k和200k;采用GND脚散热,有利于layout、EMI和散热处理。如上图所示,基于华源HYC3656设计的65W DEMO,三围仅24*24*45mm,功率密度达2.51W/cm³。
另一款集成GaN的反激变换器是华源HYC3606,可用于30-45W快充应用设计。HYC3656有ESOP8、DFN5x6、DFN6x8三种封装可选,其中ESOP封装最具性价比。此外内置650V/365mΩ的氮化镓功率器件,同样采用GND脚散热。基于华源HYC3606设计的30W DEMO,三围仅24*26*26mm,功率密度达1.85W/cm³。
基于华源HYC3601E+HYC9110+HY916全套方案设计的20W PD快充DEMO,采用2+4层板设计,采用ATQ17变压器,整个DEMO尺寸仅25*23*23mm。基于该方案的待机功耗仅53mW,各档位输出的效率分别为90.19%@ 9V /90Vac、91.52%@ 9V /230Vac、90.62%@ 12V /90Vac和91.62%@ 12V /230Vac。
评论 (0)