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。
力林科技股份有限公司 市场营销处资深经理 邱弘志先生发表了《力林科技PD电源与背光驱动完整解决方案》主题演讲,力林科技是台达电集团下的芯片设计公司,主要负责AC/DC电源与协议营销的工作。
力林科技于2009年成立,主要产品为电源芯片,模拟芯片和混合讯号芯片。
力林科技在2010年推出了8通道LED背光驱动芯片PF7004,2012年进入中国市场,并推出了PF6000 PWM芯片。2014年,控制器芯片成功导入HP笔记本充电器,2016年获得台达电集团投资,同年PF6116导入任天堂游戏机中。2017年获得联想ECSL认证,2018年PF7900导入海信品牌,2020年4月,台达电旗下乾坤科技收购力林。
2021年开始开发USB-PD充电器解决方案,高功率AC/DC解决方案,数字控制电源方案和DC/DC模块,未来还将开发USB-PD平台完整解决方案,区域调光背光方案和高功率DCDC。
力林出货量目前已经超过10亿颗出货量,客户包括笔记本前三品牌DELL,HP,LENOVO,ASUS,任天堂等知名厂商。
力林科技董事长是詹益仁博士,总经理是林宋宜博士,研发人员占总员工人数6成以上,团队拥有35位硕士和7位博士。
首先开始的是力林科技电源解决方案介绍。随着USB PD从3.0升级到3.1,输出功率从20V5A,100W提升到28V5A,140W。未来还将提升到48V 5A,240W,并且需要满足调节电压的需求。75W为是否需要PFC的分界线。
适配器可以分成四个部分,分别是PFC,初级控制器,同步整流控制器和协议芯片,下面就从这四个方面进行介绍。
对于小于75W的AC/DC方案,力林PF6116/6117针对单电压设计,频率支持65K/100K,并且具有升频方案,防止变压器饱和。NE1118支持高压启动,具有较低的待机功耗,适用于打印机方案。PF6151/52/53是针对PD充电器的解决方案,切换频率为65K/130K/100K。VCC耐压为85V,适应PD宽电压应用。
PF6351为纯QR控制器,支持200KHz开关频率,在不同的输入电压下有更准确的电流控制,应对LPS应用。VCC耐压为80V,适合PD宽电压需求。
下面是大于75W的AC/DC解决方案,分为PFC+反激,PFC+AHB和PFC+LLC三款不同的电路架构,其中PF6140采用SOPP10封装,PF6240支持高压启动,合封氮化镓的芯片已经在开发中。PF6970是一颗宽电压输出的二合一控制器,采用数字控制,为PFC+AHB架构。
对应更大功率的固定电压输出,更加适合使用LLC电源,力林研发了PF6771,PF6761和PF6773三款PFC和LLC二合一控制器,均为数字控制。
在同步整流方面,力林PF6602/A是一颗应用非常广泛的同步整流控制器,其中PF6602支持130KHz以内工作频率,PF6602A支持400KHz以内的工作频率。内部集成同步整流管的PF6680/1正在开发中,其中PF6680内置100V 10mΩ 同步整流管,适用于45W PD充电器,PF6681内置100V 6mΩ 同步整流管,适用于65W应用。
力林还规划了用于反激电源的PF6603/4同步整流控制器,用于LLC电源的PF6640同步整流控制器。
协议芯片方面,力林推出了PF5000,支持PD3.0,内置16K OTP存储器,采用SOP10封装。PF5001正在开发中,支持PD和UFCS快充,芯片内置硬件加速用于解密。针对多口快充应用,力林PF5002,支持28V EPR电压档位,内部集成VBUS开关管,采用SOP8封装。
对于液晶显示器和电视机来说,背光是必不可少的一环。以电视机背光架构为例,变压器次级为两组绕组,其中一组为系统供电,另一组为LED背光供电。背光供电由BOOST升压来驱动LED,通过调光芯片来调节亮度。接下来来介绍背光升压和调光部分。
力林升压和调光整合芯片方案通过调节LED电流来实现调光,电流采样可以通过电流取样电阻或者对地的MOS管,进行电流调整。
通过所驱动的LED的功率不同,力林具有内置MOS和外挂MOS的升压LED驱动方案,可以满足电视机及显示器的背光驱动需求,支持PWM调光和线性调光,满足不同需求的设计。
力林PF7302和7305支持PWM调光,PF7712是一颗支持模拟和PWM调光的调光芯片,内部集成调光MOS。
力林观察到,快充目前的发展趋势是追求更大的充电功率和更短的充电时间,现在的充电器支持短时间200W供电,笔记本也使用大功率充电来缩短充电时间。将来,显示器也将支持USB-C充电,支持65W充电功率,显示器的供电方案功率也需要提升。
充电器也逐渐的轻薄化,通过架构优化,实现高频开关,并且通过第三代半导体技术,提高开关频率,减小器件尺寸。未来电源接头与通讯协议都将得到统一,欧盟已经着手统一消费性电子产品充电接头,UFCS和USB-PD也将成为未来主流的充电协议。
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