前言

近幾年，隨著氮化鎵、碳化硅等第三代功率半導(dǎo)體技術(shù)日益成熟，加上PD快充標(biāo)準(zhǔn)的通用性和普及率，市場被PD標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一已經(jīng)是大勢所趨。據(jù) BCC Research 數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計2022年快充滲透率將提升至24%，市場規(guī)模將達(dá)到27.43億美元。受下游市場需求拉動，快充芯片市場需求呈現(xiàn)爆炸性增長。

很多東西看起來簡簡單單，多年以后回望時卻發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時邁出了關(guān)鍵性的一大步。2010年，5V 1.5A 的 USB BC1.2 發(fā)布。2021年，USB PD3.0 升級為 USB PD3.1，新的 USB PD3.1 快充標(biāo)準(zhǔn)將支持最高 48V 的電壓輸出，充電功率同步提升至 240W，是11年前的32倍！

USB PD 的應(yīng)用由傳統(tǒng)的手機(jī)和筆記本電腦供電將逐步擴(kuò)充到便攜式設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家居、通信和安防設(shè)備、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域，它讓 USB PD 將成為真正大一統(tǒng)的供電標(biāo)準(zhǔn)。USB PD 是有強(qiáng)大基礎(chǔ)的通用標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)有無數(shù)產(chǎn)品主動兼容 USB PD，整體規(guī)模相當(dāng)龐大。這種慣性讓 USB PD 的成長伴隨著新技術(shù)，新工藝的應(yīng)用，競爭力十足。

鈺泰在 USB PD 領(lǐng)域的產(chǎn)品布局

經(jīng)過不斷的研發(fā)，ETA 鈺泰半導(dǎo)體也在 USB PD 快充芯片領(lǐng)域展現(xiàn)自己非凡的創(chuàng)新能力和整合能力。目前在 USB PD 快充的控制芯片、同步整流芯片均有多款成熟產(chǎn)品，多系列PD協(xié)議芯片也即將投入市場。

隨著氮化鎵、超級硅等新型功率器件在 USB PD 快充產(chǎn)品中的應(yīng)用不斷鋪開，市場對于相應(yīng)的功率器件控制芯片的需求也水漲船高。近期，鈺泰半導(dǎo)體推出了兩款外推功率管控制芯片 ETA8075 和 ETA8076，加速新型功率器件應(yīng)用普及。

ETA8075/8076 問世

鈺泰 ETA8075 和 ETA8076 均采用超寬電壓 7~77V 的 Vcc 設(shè)計，滿足 QC/PD 多重輸出電壓的的設(shè)計要求。采用高頻（最高130kHz）電流斷續(xù)模式 DCM 結(jié)合準(zhǔn)諧振QR控制方式，減小系統(tǒng)體積，降低尖峰電壓從而優(yōu)化整個系統(tǒng)成本。

鈺泰 ETA8075 適合驅(qū)動超級硅功率管，搭配傳統(tǒng)變壓器組成高功率密度高性價比快充電源方案，這個頻率也是基于目前常用器件，效率表現(xiàn)最好，性價比最高的選擇。而鈺泰 ETA8076 適合驅(qū)動氮化鎵功率管，搭配平面變壓器實現(xiàn)高效率小體積高功率密度的單口或多口快充開關(guān)電源方案。

芯片采用脈沖觸發(fā)式模式（Burst Mode）控制來降低空載待機(jī)的功耗以滿足各種能效的待機(jī)功耗要求。通過高低壓分頻以及頻率折返（Frequency Fold—back）技術(shù)來幫助系統(tǒng)輕易的達(dá)到美國的能效標(biāo)準(zhǔn) DOE（Departmentof Energy）六級或歐盟能效標(biāo)準(zhǔn) COC V5（Code of Conduct）的平均效率要求。

芯片具備恒流恒壓及恒功率模式，適合不同功率段的PD電源系統(tǒng)，不需協(xié)議芯片恒流從而減少了檢流電阻的損耗提高系統(tǒng)效率。芯片獨(dú)有的準(zhǔn)諧振谷底導(dǎo)通技術(shù)，控制平，均頻率算法，相鄰谷底隨機(jī)導(dǎo)通結(jié)合頻率抖動技術(shù)，有效降低傳導(dǎo)EMI干擾。

芯片管腳采用和市場大部分芯片相同的排列順序，只需調(diào)試或更改少量外圍參數(shù)便可兼容客戶目前現(xiàn)有的方案。

芯片集成軟啟動電路，用于保護(hù)系統(tǒng)啟動時各開關(guān)器件，減小開關(guān)應(yīng)力，也使輸出電壓上升沒有過沖電壓出現(xiàn)。同時集成快速啟動電路，用于保證系統(tǒng)在大容性負(fù)載時也能順利啟動，在無容性負(fù)載時得到更短的輸出電壓上升時間。

芯片集成峰值電流補(bǔ)償電路，檢測電阻網(wǎng)絡(luò)Rvd1和Rvd2可 根據(jù)實際情況調(diào)整，使高低壓時恒流點保持恒定；支持低壓大占空比DCM純QR模式工作，同時也保證系統(tǒng)各種情況下（包括啟動）DCM模式工作，防止系統(tǒng)進(jìn)入CCM時各種高電壓尖峰產(chǎn)生。

芯片具備全系列保護(hù)模式，集成輸入欠壓過壓、輸出欠壓過壓、輸出短路、繞組短路、Rcs電阻短路開路、過溫等各種錯誤保護(hù)功能，一旦芯片觸發(fā)保護(hù)都進(jìn)入打隔模式，打隔模式里芯片集成獨(dú)有的高低壓時間補(bǔ)償電路，維持打喝周期一致，大大降低高壓時輸入的損耗，同時減少了大量的無效開關(guān)周期，減小各開關(guān)器件的開關(guān)應(yīng)力。

鈺泰 USB PD 快充產(chǎn)品展望

鈺泰半導(dǎo)體將在年底前推出 300kHz 開關(guān)頻率的氮化鎵功率器件驅(qū)動控制芯片 ETA8078，采用先進(jìn)的ZVS搭配QR控制方式，可實現(xiàn)高功率密度的氮化鎵 USB PD 電源。

當(dāng)前氮化鎵 GaN 方案已經(jīng)成為高功率密度的主流電源快充方案，然而仍然存在成本高，制造難，貨源少等等問題。而超級結(jié)硅功率管國內(nèi)具備成熟的生產(chǎn)工藝相對穩(wěn)定的貨源供應(yīng)，最重要的是成本低很多，在往后很長一段時間內(nèi)仍將占領(lǐng)市場。

而鈺泰 ETA8075 的推出，專為超級硅功率管實現(xiàn)高頻小體積高性價比的電源方案量身打造，是一款銜接二代硅工藝與第三代半導(dǎo)體的中間產(chǎn)物。除了上述產(chǎn)品外，鈺泰還將于近期推出以下新品。

鈺泰 USB PD 協(xié)議芯片 ETA7913，支持 PD3.0、PPS、QC2.0/3.0、FSP、SCP、AFC、Apple2.4A、BC1.2、VOOC 等多種協(xié)議，同時具備調(diào)壓和恒流功能。

鈺泰同步整流芯片 ETA8003，支持 DCM/QR/CCM 多種模式，耐壓 120V。而同時集成各種功率管規(guī)格的同步整流芯片 ETA8003x 都已經(jīng)發(fā)樣中，將于近期量產(chǎn)。

鈺泰 EM8075 和 ETA8076 芯片現(xiàn)可提供免費(fèi)樣品，如需申請樣品或訂購可以登陸 http://www.eta-semi.com/樣品申請。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

USB PD 的應(yīng)用場景逐漸由傳統(tǒng)的手機(jī)和筆記本電腦供電，擴(kuò)充到便攜式設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家居、通信和安防設(shè)備、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域。相信在未來，USB PD 將成為真正大一統(tǒng)的供電標(biāo)準(zhǔn)，對地球環(huán)保、減少電子垃圾，萬物互聯(lián)起到重要的推動作用。

ETA 鈺泰半導(dǎo)體順勢而為，推出了多款電源芯片產(chǎn)品，實現(xiàn)了控制芯片、同步整流芯片、協(xié)議芯片三大領(lǐng)域全覆蓋，可為客戶提供全套 USB PD 電源芯片解決方案。