前言

隨著手機、筆電等產品充電功率的提升,傳統車充配件已經無法滿足使用需求,這也促使著充電配件的升級換代。基于 Buck-Boost 架構設計的大功率車載充電器成為了市場新寵;同時,隨著用戶手中電子產品數量的增加,基于升降壓架構的大功率多口快充充電器憑借體積小巧、多口快充的特點,也得到越來越多的用戶青睞。

在車充、汽車前裝模塊等應用中,采用分立器件設計不僅會增加 BOM 成本,提升開發難度,而且難以使產品小型化。而寶礫微電子近期推出了一款集成MOS的升降壓控制器 PL94053,有效減少外圍元件數量,節省PCB空間,提升產品集成度。

產品介紹

寶礫微 PL94053 是一款同步 4 開關 Buck-Boost 控制器,能夠將輸出電壓調節為高于或低于輸入電壓。 PL94053 可在 3.6 V~32 V(最高 36 V)的寬輸入電壓范圍內工作,從而支持車充、擴展塢、多口 USB PD 電源等應用場景。

寶礫微 PL94053 采用 QFN5x5-32 封裝,最大程度減少 PCB 面積,非常適合輸出65W以內的車充、多口充等空間小的應用場合。芯片內部集成兩個 9mΩ MOS 管,只需一個二合一雙 NMOS 即可組成升降壓電路。

寶礫微 PL94053 在降壓、升壓和降壓-升壓操作模式下采用恒定導通時間控制,以實現出色的負載和線路調節。開關頻率可根據 FREQ 引腳和 GND 引腳之間的不同電阻值設置為 150kHz、300kHz、600kHz 或 1200kHz。

上圖為基于寶礫微 PL94053 的 65W 單C口 PD Demo,PL94053 通過VADJ、IADJ 引腳用于對輸出 VBUS 電壓和輸出電流限制進行編程,提供電壓控制環路、恒流環路、熱調節環路、溫度感應,十分契合 USB PD 應用。

上圖為寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 應用電路圖,PL94053 支持全面的保護功能,包括輸出短路保護 (OSP)、逐周期輸入和輸出峰值電流限制、熱調節、熱關斷、輸入 UVLO、輸入 OVP、輸出 OVP 等。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 支持 PD3.0、PD PPS、 QC3.0/2.0、三星 AFC、華為 FCP、華為 SCP、MTK PE 2.0 等諸多協議。

PDO報文方面,寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 支持 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A 五組固定電壓檔位,以及 3.3V~16V3A 一組PPS電壓檔位。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 12V 和 24V 輸入下,5V、9V、12V、15V、20V 輸出時的效率曲線如上圖所示,可以看到寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在各條件下效率表現優秀,最高效率高達97.6%。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在輸入 12V,輸出 45W條件下,常溫環境下老化2小時的溫升測試如上圖所示,可以看到最高溫度在65℃以內。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 12V 輸入,5V 3A 輸出下的紋波測試如上圖所示。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 24V 輸入,5V 3A 輸出下的紋波測試如上圖所示。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 12V 輸入,9V 3A 輸出下的紋波測試如上圖所示。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 24V 輸入,9V 3A 輸出下的紋波測試如上圖所示。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 12V 輸入,12V 3A 輸出下的紋波測試如上圖所示。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 24V 輸入,12V 3A 輸出下的紋波測試如上圖所示。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 12V 輸入,15V 3A 輸出下的紋波測試如上圖所示。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 24V 輸入,15V 3A 輸出下的紋波測試如上圖所示。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 12V 輸入,20V 2.25A 輸出下的紋波測試如上圖所示。

寶礫微 PL94053 65W 單C口 PD Demo 在 24V 輸入,20V 2.25A 輸出下的紋波測試如上圖所示。

充電頭網總結

目前 USB PD 快充設備的市場容量已經呈現井噴式增長,這對基于 Buck-Boost 架構的大功率車載充電等市場有著很大的刺激作用,不僅第三方 USB PD&Type-C 快充車載充電器呈現琳瑯滿目的局面,而且 Buck-Boost 方案也可以運用在多口 USB PD 快充市場中,靈活的實現多口輸出控制,深受客戶青睞。

而寶礫微電子推出的升降壓控制器 PL94053,通過集成兩個 9mΩ MOS 管,只需一個二合一雙 NMOS 即可組成升降壓電路,大大簡化設計應用。芯片支持 3.6 V~32 V 寬范圍電壓輸入,支持更全面的應用,助力產品實現小型化。