前言
易冲半导体推出了新一代的快充协议芯片CPS8849A,芯片协议支持十分全面,能够满足PD3.1快充,UFCS融合快充以及华为和三星手机快充协议。芯片内置高精度恒压恒流控制,内置ADC进行采样。支持光耦和反馈调压,并具备多种封装,充分满足充电器和车充等场合应用。
易冲基于CPS8849A这款协议芯片推出了三款参考设计,分别为一款A+C双口65W充电器,一款单C口65W充电器和一款双口同步升降压车充,涵盖主流的消费市场场景。充电头网已经拿到了这三款参考设计,下面就进行详细解析,介绍参考设计的用料方案。
易冲65W快充参考设计解析
基于易冲CPS8849A协议芯片的65W快充参考设计,支持输出配置单USB-C或1A1C接口,两个参考设计器件布局样式、大小一样,区别在输出端小板上。下面我们以1A1C接口配置的65W参考设计为例进行介绍。
DEMO主板正面器件布局紧凑,边缘还有一定的可用空间,可见此时的体积三围并非方案的极限。
实测易冲65W快充参考设计DEMO长度为70.4mm。
宽度为35mm。
厚度为31.44mm。
重量约为56g。
易冲半导体 65W 充电器参考设计一览,其中右侧为交流输入端,焊接保险丝,压敏电阻,安规X2电容,共模电感,整流桥,高压滤波电容和差模电感。中间位置焊接变压器,左侧焊接输出滤波电容和协议小板。
背面焊接氮化镓主控芯片,氮化镓开关管,同步整流控制器和同步整流管,初次级之间焊接反馈光耦。易冲半导体这款65W氮化镓快充参考设计采用反激开关电源,同步整流,输出电压由协议芯片通过光耦反馈,宽范围输出。下面我们就从输入端开始了解整个参考设计的用料与设计。
参考设计输入端一览,焊接高压滤波电容,整流桥,共模电感,安规X2电容和蓝色压敏电阻。
输入端保险丝来自华德电子,规格为3.15A 250V。
压敏电阻来自君耀,型号561KD10,用于雷击浪涌保护。
安规X2电容来自深圳圣融达。
电容规格为0.22μF。
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。
PCBA模块侧面焊接四颗高压滤波电容。
高压滤波电容来自KNSCHA科尼盛。
高压滤波电容规格为400V 27μF,总容量为108μF。
差模电感采用工字磁芯绕制,外套热缩管绝缘。
氮化镓主控芯片来自易冲半导体,型号CPS9010X,是一颗用于高功率密度离线反激电源的控制器,栅极驱动电压被精确的控制在5.8-6.2V,可以直接驱动增强型氮化镓开关管。易冲半导体CPS9010X支持QR和CCM模式,并采用专有的谷底锁定电路,谷底锁定数量可由用户选择。
CPS9010X内置X电容放电和高压启动电路,具备77V供电过压保护,采用负压电流采样,芯片支持多模式控制模式,支持绿色模式,内置抖频功能提升EMI性能,并内置完善全面的保护功能。芯片采用SSOP10封装。
易冲半导体 CPS9010X 资料信息。
开关管采用英诺赛科INN650D260A氮化镓功率器件,额定耐压为650V,导阻260mΩ,符合JEDEC标准的工业应用要求,支持ESD保护,支持开尔文源极。最高工作温度150℃。
INN650D260A支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。
INN650D260A支持AC-DC,DC-DC转换器应用,支持图腾柱PFC应用,支持电池快充,高功率密度和高能效转换应用。
充电头网拆解了解到,英诺赛科氮化镓芯片目前已被三星,OPPO,VIVO,联想,雅迪,LG,华硕,安克,努比亚,倍思,绿联,闪极等多家知名品牌和厂商所采用,出货量突破3亿颗。
为主控芯片供电的滤波电容来自永铭。
规格为15μF100V。
变压器磁芯采用胶带缠绕绝缘。
蓝色Y电容来自JEC智旭电子。
亿光 EL1019光耦用于输出电压反馈调节。
同步整流控制器也来自易冲半导体,型号CPS9901,具备120V耐压,支持3-25V宽电压输出,支持CCM/DCM/QR工作模式,支持高侧和低侧应用。芯片内置自供电技术,用于低压输出和高侧应用。支持最高200kHz开关频率,并支持开机栅极驱动钳位。芯片采用SOT23-6封装,支持快充和适配器应用。
易冲半导体 CPS9901 资料信息。
同步整流管来自扬杰电子,型号YJG60G10B,是一颗耐压100V的NMOS,导阻7.5mΩ,采用PDFN5060封装。
输出侧垂直焊接协议小板和输出滤波电容。
两颗输出滤波电容规格为470μF 25V。
协议小板正面焊接协议芯片。
背面焊接USB-C和USB-A母座。
协议芯片来自易冲半导体,型号CPS8849A,是一颗高度集成的快充协议芯片,芯片集成PD3.1快充,PPS快充和Vconn供电,支持UFCS融合快充,支持QC等多种快充协议。支持通过CC或DPDM引脚进行在线升级,芯片支持主从I2C通信,具备FB引脚用于DC-DC转换器控制,支持3-22V输出电压范围。
CPS8849A内部集成温度检测,集成低侧电流检测放大器,支持Vconn供电,支持使用NMOS作为VBUS开关管。芯片具备多功能GPIO引脚,放电电流可编程,具备初级AC电压检测和限功率检测,具备可编程的线损补偿、输出过电流保护和其他保护功能,满足充电器和车充等场合应用。
易冲半导体 CPS8849A 资料信息。
用于USB-C接口的VBUS开关管来自AOS万代,型号AON7534,NMOS,耐压30V,导阻4.1mΩ,采用DFN3*3封装。
用于USB-A的VBUS开关管型号相同。
USB-C母座采用过孔焊接固定。
USB-A母座也采用过孔焊接固定。
易冲DC-DC多口输出参考设计解析
基于易冲CPS5206+CPS8849方案的DC-DC多口输出参考设计器件单面布局,即便如此,PCB板正面电路看上去仍旧十分精简。PCBA模块为两路单独的升降压电路,共用输入端。任意单口输出功率为65W,双口同时使用时支持功率自动分配。
PCB板背面无任何器件,为单面布局。
实测PCB板长度为100.24mm。
宽度为69.93mm。
厚度为8.12mm。
DEMO净重约为48g。
同步升降压控制器,开关管和电感特写。
易冲半导体这款同步升降压车充采用CPS8849A协议芯片搭配CPSQ5206同步升降压控制器。CPSQ5206通过了车规认证,为单电感,四开关管,芯片支持3.8-36V输入电压,可以无缝在升压,升降压和降压模式过渡,芯片开关频率可选,并支持轻载模式。
芯片支持可编程电压输出和电流调节,满足USB-PD和PPS快充应用,支持2-36V输出电压,10mV步进,支持8A输出电流,50mA步进。还支持外部时钟同步以及可编程扩频,降低干扰和提升EMI性能。并具备完善全面的保护功能。
易冲半导体 CPSQ5206 资料信息。
同步升降压开关管丝印GT100N04。
另外两颗型号相同。
协议芯片采用CPS8849A,与充电器参考设计所采用的协议芯片相同。
输入端滤波电容和滤波电感特写。
两颗输出滤波电容特写。
输出VBUS开关管型号AON7534。
USB-C母座特写,过孔焊接固定。
充电头网总结
易冲半导体新一代协议芯片CPS8849A支持市面上主流的快充协议,并且支持光耦和反馈调压,可用于充电器,车充以及移动电源等应用。通过两款参考设计的应用,CSP8849A能够胜任氮化镓快充和多口同步升降压车充使用。
其中两款参考设计中芯片方案均来自易冲半导体。氮化镓控制器,同步整流控制器,同步升降压控制器以及协议芯片全部由易冲提供,易冲半导体现已实现有线快充和无线快充的全面布局,产品线涵盖多个方向。
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