前言

近年來，智能手機、平板電腦、筆記本電腦等產(chǎn)品性能不斷提升，設(shè)備的功耗也相應(yīng)提高，對于充電器的輸出功率需求也水漲船高。另一方面，智能設(shè)備內(nèi)置的鋰電池技術(shù)近年來并未實現(xiàn)革命性突破，續(xù)航問題一直困擾著廣大用戶，越來越多的用戶對快充的剛性需求開始向大功率靠攏。

另外，隨著戶外電源市場的發(fā)展，大功率應(yīng)用場合不斷增長。除移動電源支持百瓦雙向快充外，戶外電源中USB輸出增添百瓦雙向快充，無需適配器即可為筆記本實現(xiàn)原裝適配器的充電效果，大大提升用戶的使用體驗。

產(chǎn)品介紹

面對日益增長的大功率電源市場，寶礫微電子推出的同步高效四管雙向升降壓控制器 PL5500 在提供強大功能的同時，簡化外圍電路，幫助工程師更便捷，更快速地開發(fā)大功率電源產(chǎn)品。

寶礫微 PL5500 內(nèi)置最高6串鋰電充電管理。采用COT架構(gòu)控制模式，內(nèi)置2A驅(qū)動電路，可輕松實現(xiàn)200W功率輸入、輸出。自主專利的模式切換技術(shù)，使得在升壓與降壓模式間的切換，實現(xiàn)波形平滑、穩(wěn)定，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。自帶抖頻技術(shù)，幫助產(chǎn)品研發(fā)人員更容易通過EMI認(rèn)證測試。

采用寶礫微 PL5500 的 Demo 如上圖所示，PCB板尺寸僅 50.04 x 40.13 mm，十分小巧。寶礫微 PL5500 采用最優(yōu)性價比、最高PPS精度的PWM調(diào)節(jié)方式，內(nèi)置CV/CC環(huán)路，在需要恒流輸出的應(yīng)用場合可簡化外圍設(shè)計。

寶礫微 PL5500 具有支持正向的充電和反向的放電管理；支持3.5-32V超寬輸入電壓范圍，2-32V的超寬輸出電壓范圍；內(nèi)部集成5V/55mA LDO；開關(guān)頻率可調(diào)；可編程連續(xù)電流模式和輕載高效率模式；輸入欠壓、輸出過壓、輸出短路、輸入輸出逐周期峰值電流限制、過溫等多種保護功能；效率高達98%以上；高性價比等特點。

產(chǎn)品測試

對于大功率應(yīng)用場景來說，讓升壓或者降壓工作在接近100%或者0%占空比的極限狀態(tài)下容易產(chǎn)生降頻，大小波，電感嘯叫等各種問題，成為明顯短板。下面對 PL5500 進行波形測試，來看看 PL5500 在大功率負(fù)載下的表現(xiàn)。

上圖為輸入12V的升壓模式下，輸出電壓20V，輸出電流5A，輸出功率100W的條件下，PL5500 的輸出波形圖。

上圖為輸入12V的升壓模式下，輸出電壓20V，輸出電流10A，輸出功率200W的條件下，PL5500 的輸出波形圖。

上圖為輸入20V的升降壓模式下，輸出電壓20V，輸出電流5A，輸出功率100W的條件下，PL5500 的輸出波形圖。

上圖為輸入20V的升降壓模式下，輸出電壓20V，輸出電流10A，輸出功率200W的條件下，PL5500 的輸出波形圖。

上圖為輸入32V的降壓模式下，輸出電壓20V，輸出電流5A，輸出功率100W的條件下，PL5500 的輸出波形圖。

上圖為輸入32V的降壓模式下，輸出電壓20V，輸出電流10A，輸出功率200W的條件下，PL5500 的輸出波形圖。

從以上測試可以看到，PL5500 具有明確的降壓、升壓、升降壓工作模式，無頻率抖動、大小波等異常情況，全程波形十分穩(wěn)定。

模式之間的轉(zhuǎn)換是升降壓控制器的設(shè)計難點，作為國內(nèi)率先做到有升降壓模式的BUCK-BOOST控制器，寶礫微 PL5500采用自主專利技術(shù)的控制算法，可在不同模式間切換，實現(xiàn)波形的平滑轉(zhuǎn)換，避免降壓和升壓工作在極限狀態(tài)。

效率測試方面，PL5500 采用自主研發(fā)的COT架構(gòu)，與定頻控制（包括峰值電流控制模式）相比，COT架構(gòu)更不容易受開關(guān)噪聲干擾。PL5500 內(nèi)置2A驅(qū)動電路，在大功率的應(yīng)用場合優(yōu)勢更明顯，最高效率可達98%以上，同時可直接驅(qū)動GaN MOS，使得在小體積場合應(yīng)用有更多的選擇。

紋波測試方面，上圖為 PL5500 在電池電壓12V，輸出電流3A的條件下，輸出電壓5V的紋波測試圖，圖中紅色波形為電感電流，黃色波形為輸出紋波。

上圖為 PL5500 在電池電壓12V，輸出電流3A的條件下，輸出電壓9V的紋波測試圖，圖中紅色波形為電感電流，黃色波形為輸出紋波。

上圖為 PL5500 在電池電壓12V，輸出電流3A的條件下，輸出電壓12V的紋波測試圖，圖中紅色波形為電感電流，黃色波形為輸出紋波。

上圖為 PL5500 在電池電壓12V的條件下，輸出電流3A的紋波測試圖，圖中紅色波形為電感電流，黃色波形為輸出紋波。

上圖為 PL5500 在電池電壓12V的條件下，輸出電流5A的紋波測試圖，圖中紅色波形為電感電流，黃色波形為輸出紋波。從紋波測試可以看到，PL5500 的在不同條件下的紋波表現(xiàn)較好，滿足大功率使用場景。

PPS精度測試方面，使用POWER-Z KT002讀取 PL5500 Demo 的 PBO 報文，支持 5V2A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓和 3.3-21V5A一組PPS電壓檔位。

FB，I2C等方式調(diào)整電壓的精度受芯片內(nèi)部電阻或者電流鏡匹配精度的影響，很難獲得非常好的調(diào)整線性度。而 PL5500 采用的PWM方式來調(diào)制電壓和電流，能實現(xiàn)1KHz的PWM調(diào)制頻率，有效避開FB或I2C調(diào)制方式中各種匹配精度的影響，實際調(diào)試中只需接受協(xié)議提供的1-10kHz的PWM波形或2V以內(nèi)的模擬電壓，就可得到 20mV ± 1mV 精準(zhǔn)的PPS調(diào)試精度。

溫度測試方面，在輸入 12V 輸出 PD 100W 常溫下實測的溫升圖如上圖所示，可以看出得益于控制器的高轉(zhuǎn)換效率，在如此小巧的尺寸下，滿功率100W輸出時，最高溫度僅為86℃。

EMC測試方面，上圖為采用 PL5500 的客戶車充產(chǎn)品在 12V 輸入，20V 3.25A 65W 輸出時垂直極化測試波形圖。

上圖為采用 PL5500 的客戶車充產(chǎn)品在 12V 輸入，20V 3.25A 65W 輸出時水平極化測試波形圖。通過測試可以看到，PL5500 內(nèi)置的抖頻率技術(shù)，可以有效降低EMI的輻射干擾。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

作為國內(nèi)較早的升降壓控制器，寶礫微 PL5500 有著外圍簡潔，功能強大，調(diào)試容易等諸多優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用在移動儲能、車充、無人機等行業(yè)，如德蘭明海、電小二、安克、倍思等標(biāo)桿產(chǎn)品中，經(jīng)過了市場的檢驗。

PowIicon Inc.（寶礫微電子有限公司）2015年創(chuàng)立于深圳，創(chuàng)始人均來自于美國著名半導(dǎo)體公司，有多年的電子行業(yè)研發(fā)、運營及管理經(jīng)驗。深度的系統(tǒng)和應(yīng)用知識、強大的電源管理芯片設(shè)計及創(chuàng)新能力、以及受專利保護的定制工藝是寶礫微電子的核心競爭力。

寶礫微電子專注于為用戶提供具有創(chuàng)新性、高性價比、高集成度的電源管理芯片。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在新能源、智能家居、汽車、無人機、消費類電子等領(lǐng)域。