前言

2023年7月27日大聯大友尚集團的快充在線研討會上，安森美（onsemi）帶來了快速、高效的240W USB PD3.1適配器解決方案設計。在研討會上安森美分享了關于USB PD 適配器的解決方案和USB PD 的發展趨勢，為大家帶來安森美最新的快充技術和干貨。

擔任本次演講的嘉賓是安森美現場應用工程師姜凡，主要負責工業領域AC-DC電源方向，熟知PFC多種工作模式(CCM,CRM,DCM hybrid-mode)，以及AC-DC控制器的拓撲(flyback,ACF,半橋LLC)。此前于深圳賽芯電子科技有限公司任職FAE，擁有成都工業學院電子科學與技術學士學位。

以上是使用onsemi的NCP1680 TPPFC和NCP13994 LLC控制器加上GaN和NCP4306同步整流控制器，結合FAN65004降壓用于240W USB PD3.1適配器解決方案的轉換器。

該方案基于PD 3.1開發，所以將功率劃分為標準功率范圍（簡稱 SPR）和擴展功率范圍（簡稱EPR）兩個范圍。其中標準功率范圍的最大充電功率為 100W，支持市面上主流的 USB PD3.0 PPS 快充標準；擴展功率范圍為新增的 28V、36V、48V 三個電壓，三個電壓對應的最大輸出電流均為 5A，輸出功率最大可以達到 240W，這使得 PD3.1 快充擁有更大的充電功率和新增的更高快充電壓。

PCB尺寸僅98mm*62mm*21.5mm，功率密度達到30W/in^3，并且采用低成本的雙層PCB設計，待機功耗在100mW以下。模擬協議控制板支持所有PD 3.1 EPR固定輸出，支持90-265V寬幅輸入，支持5V、9V、12V、15V、28V、36V、48V多檔位輸出，最大輸出功率為240W，在115Vac和48V5A輸出情況下，效率達94.5%，230Vac和48V5A輸出情況下，效率高達96.2%。

該方案的核心技術優勢是采用TPPFC+LLC+DC直流拓撲，在消費類產品中，電源要求高效率、小體積、低待機功耗。傳統拓撲很難跟上消費者對快充小體積的需求，氮化鎵“PFC+LLC”二合一高集成方案解決了傳統數字電源外圍元件復雜、成本高的問題，充分體現出新一代數字電源芯片的優勢。

通過GaN的加持可實現高頻 ACF 操作，并顯著減小變壓器的尺寸。優化整個較寬負載電流范圍內的效率，在輕載模式下由后級電路產生skip脈沖信號輸入到NCP1680，使NCP1680進入待機模式，輸出電壓在額定值的94%和100%之間波動來降低開關損耗提高輕載效率。該方案還擁有完善的保護功能，例如輸出精確OVP，輸出OCP、SCP，開環保護等。

onsemi的240W USB PD3.1適配器解決方案是下一代PD3.1 EPR智能手機快充、筆記本電腦適配器、電動工具快充等的理想選擇方案，適合以上不同領域的適配器廠商打造出優秀的USB PD快充產品。

充電頭網總結

隨著歐盟統一使用Type-C充電接口和蘋果智能手機換裝Type-C接口，加入USB PD協議以后，設備能夠支持更大的充電功率，目前 PD 3.1協議開放了240W的傳輸功率和48V輸出電壓，滿足更多產品的快充需求。隨著用戶對于充電器的小型化和便攜性的需求增多，快充廠商開始研發出更多小體積高密度支持快充全協議的快充產品，滿足用戶需求。

安森美的240W USB PD3.1適配器解決方案提高產品的功率密度，在48V滿載下的的效率表現也非常優秀，且通過Quiet Skip和反激式非連續導通模式(DCM)，可以有效減少開關損耗，提高空載和輕載能效，滿足廠商對于產品綠色能效的要求。