此前充電頭網已有報道,芯茂微電子發布了旗下首顆PD快充協議芯片LP5828,并通過協會USB PD3.0認證。而作為一家在AC-DC電源領域深耕了17年的廠商,USB PD協議芯片的發布也就意味著芯茂微電子正式成為業內為數不多的能夠提供USB PD快充完整解決方案的芯片公司。
同時,充電頭網再次了解到,為了滿足客戶多樣化的需求,芯茂微電子已經圍繞著USB PD3.0認證協議芯片LP5828開發了多套快充解決方案,為客戶提供USB PD快充一站式服務。

本次為大家介紹的便是芯茂微電子最新的30W USB PD3.0快充充電器參考設計。該方案PCBA的外形尺寸與蘋果18W充電器相當,采用單口輸出,并可支持多種快充協議。

通過POWER-Z KT001測試儀可以讀取到該參考設計的協議版本為USB PD3.0,并支持5V/3A、9V/3V、12V/2.5A、15V/2A、20V/1.5A五組固定電壓輸出檔,以及3.3-11V/2.5A的PPS電壓檔。支持20V輸出也就意味著這款參考設計可用于給部分輕薄型筆記本電腦快速充電。

除了支持USB PD3.0 PPS快充協議之外,這款參考設計還支持APPLE 2.4A、Samsung 5V/2A、USB DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP等多種充電協議,適用于蘋果、華為、小米、三星、OPPO等主流品牌的機型快充,應用廣泛。

這套30W PD快充方案的PCB板背面看起來非常簡潔,這也得益于采用了芯茂微電子的全套快充解決方案。包括初級PWM控制器LP8773H和次級同步整流控制器LPSR100N。

其中初級主控芯片LP8773H是芯茂微電子自研的第二代高性能準諧振PWM隔離反激控制器,內置專有的準諧振技術以及高可靠的保護功能。其“數字抗抖動”技術可以根據加載自動選擇和鎖定波谷,并實現無音頻噪聲操作。此外,“數字抖頻”功能也讓LP8773H的EMI性能比傳統的QR更優秀。

芯茂微LP8773H具有多模式控制方式。滿載時,根據輸入電壓不同,芯片工作于 CCM 模式或 QR 模式。當負載減輕,芯片進入“數字頻率監控”模式來提高功率轉換效率。當輸出功率非常小時,芯片進入突發模式,可以達到 75mW以下的待機功耗。
同時LP8773H集成多種保護功能,包括欠壓保護、VCC過壓保護、輸出過壓保護、逐周期電流限、管腳浮空保護、過載保護、輸入電壓斷電保護、軟啟動、VCC鉗位、Gate 鉗位等;并且這些保護功能都可以自適應恢復。

次級同步整流芯片LP10R100N為芯茂微電子的高性能的開關電源100V同步整流系列產品,兼容多種開關電源控制系統,支持DCM和CCM多種工作模式。

芯茂微LP10R100N采用專利的整流管開通判定技術,可以有效的避免因激磁振蕩引起的驅動芯片誤開通;同時具有極快的關斷速度,可以大幅度降低在CCM工作條件下因關斷延遲造成的效率損失。
值得一提的是,LP10R100N集成VCC供電技術,在不需要輔助繞組供電的情況下,保證芯片VCC不會欠壓。

該參考設計的協議芯片采用的是芯茂微最新發布的LP5828,其采用32位高速MCU內核,支持Type-C、PD3.0、PPS、QC4.0、QC3.0、QC2.0、FCP、SCP、AFC、PE+等多種快充協議,兼容性優良;并具有高集成度、高精度、外圍器件簡潔等特點。目前已經通過了USB-IF協會的PD3.0認證,TID號2156。

芯茂微LP5828采用TSSOP-16L封裝,結構簡單,腳位間距大,便于貼片生產。值得一提的是,該芯片還支持可多次擦寫和在線升級,即使已經應用在成品中,同樣支持在線協議程序設定燒錄及更新,避免配件產品上市后因電子設備程序升級而出現不兼容的情況??蓱糜赨SB PD快充充電器、USB PD快充車充等單向快充輸出領域。
充電頭網進一步了解到,芯茂微LP5828內置了Charge Pump,輸出VBUS開關可支持N-MOSFET,節省系統成本;具有恒壓(CV)、恒流(CC)環路控制功能,保證輸出電壓電流穩定;VOUT支持3V~20V電壓輸出,并自帶過壓、過流、欠壓等保護功能。
充電頭網總結
根據IDC報告顯示,2018年蘋果手機出貨量為2.088億臺,2019年Q3蘋果手機出貨量也突破了1億臺。 同時據充電頭網統計,目前蘋果旗下已有9款iPhone、5款iPad以及近十款MacBook支持PD快充,開始在USB PD快充上形成強大的陣營,這也是大勢所趨。
不過就目前的USB PD快充是市場來看,雖然芯片廠商非常多,但從初級PWM到次級同步整流以及協議芯片,能夠提供整套解決方案的廠商卻屈指可數。開發一款快充產品往往需要搭配好幾家的芯片才能完成,開發、調試周期長,無形中增加了成本。這時,擁有全套快充解決方案的廠商的優勢就逐漸凸顯。
芯茂微電子也正是抓住了這一市場痛點,在PD快充爆發之際,推出高性能USB PD3.0認證協議芯片,結合自身在電源芯片方面的積累,為客戶提供USB PD快充全套解決方案,幫助客戶加速產品上市,搶占市場先機。
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