直播回顾:2022(春季)USB PD&Type-C亚洲大会
3月29日,由充电头网主办的2022(春季)USB PD&Type-C亚洲大会(线上直播)成功落幕。本次大会,充电头网一共邀请了十一位快充半导体芯片原厂和材料专家,为大家分享有关于USB PD快充的最新产品以及新技术,帮助电源厂商和消费者了解到新技术的应用,提升产品竞争力的同时,对快充的选购也有一定的了解。
本次大会充电头网邀请到了力生美半导体、南芯半导体、茂睿芯科技、晶丰明源、芯海科技、英集芯科技、智融科技、东科半导体、杰华特微电子、通嘉科技十家PD协议芯片及AC-DC原厂,以及博威合金材料。由业内大咖和应用工程师与大家探讨USB PD快充的发展,助力实现USB PD3.1快充开发及小型化与高集成度设计。
USB PD3.1的推出,引领了全新的市场趋势,功率提升,对应充电器和受电端都需要重新设计以支持大功率传输。同时对于快充充电器来说,提升效率和缩小体积,提高产品的竞争力,也成为电源厂家面临的主要问题。本次大会上,多位资深技术专家分享了自家的最新产品,助力推出新款USB PD产品。
下面为大家带来本次直播的精彩回顾。
力生美半导体 产品应用工程经理 谢恒
《构建高性价比简易性小体积快充设计考量与实施技巧》
力生美半导体是一家专注于电源及功率管理集成电路设计、销售与技术服务的国家级高新技术企业,致力于提供高性能的开关电源IC产品,并提供一站式的应用解决方案和现场技术支持服务,助力提升用户的竞争力。
力生美半导体在大会上展出了内包高压MOS的高性能初级开关电源芯片和内置同步整流管的同步整流芯片,能够大幅度简化电路。LN9T27系列初级电源芯片内置680V耐压NMOS,具有SOP8封装和DFN5*6两种封装,PDPAK贴片封装提升散热性能,可支持18-65W快充应用。
力生美LN5S100D同步整流芯片根据内置同步整流管导阻不同,支持30-120W功率快充应用。芯片采用DFN封装,有效降低封装热阻,适合高密度快充应用。力生美LN5S30和LN5S31系列同步整流芯片采用SOP8封装,支持18-45W快充应用,同步整流芯片支持自供电,导阻最低低至4mΩ,具有外围元件精简,温升低等优势。
PPT下载:
链接:https://pan.baidu.com/s/1dkvrTvgE9p69IqBDKqjjTQ
提取码:1234
南芯半导体 AC-DC系统应用工程师 闫玲鸽
《南芯半导体高集成度PD快充解决方案》
南芯半导体是一家专注于电源和电池管理的高性能国产半导体设计公司,拥有手机电荷泵、DC-DC、AC-DC、有线充电、无线充电、快充协议芯片、锂电保护芯片等多条产品线,基于自主研发的升降压充放电芯片、电荷泵芯片和合封氮化镓芯片均得到了业内的广泛认可。
南芯半导体在大会上介绍了用于快充的原边控制器及合封芯片、同步整流控制器和PD协议芯片。原边芯片分为用于适配器的控制器,用于USB PD的控制器,以及直驱氮化镓功率芯片和内置氮化镓的功率芯片。
同步整流控制器分为中低频和高频开关的不同型号,南芯还推出了SC3520,支持直驱次级氮化镓同步整流管。南芯还推出了一系列内部集成MOS管的同步整流芯片,单芯片最大支持到45W功率。
南芯推出的协议芯片具有内部集成BUCK的协议芯片SC9711和集成环路补偿的SC2021A和SC2151以及支持多口的协议芯片。南芯SC305X系列氮化镓芯片具有外围元件精简,集成度高的优势,芯片集成分段式供电,支持宽范围供电范围。
茂睿芯科技 技术营销工程师 周银
《茂睿芯 PD3.1 创新技术分享》
茂睿芯科技是一家专业的模拟和混合信号集成电路设计、研发、销售和技术服务公司,核心成员具有欧美和国内一流半导体公司丰富的工作经验。茂睿芯致力于为高性能电源管理提供特色以及差异化的产品,在大功率PD快充,数据中心电源,BMS和充电桩应用中取得国内模拟芯片领先地位。
茂睿芯科技芯片分为三个主要应用,从小功率的PD快充,到中功率的锂电池设备再到中大功率的电力电子应用。USB PD3.1升级输出功率到240W,输出电压提升到48V,从而满足更宽广的大功率应用场景。
为应对240W的大功率充电器应用,茂睿芯推出了MK2562 PFC控制芯片,后续型号可搭配氮化镓使用,LLC控制器即将推出,其中用于LLC同步整流的MK1620控制器支持38V输入电压,满足现阶段USB PD3.1 28V应用。
对于户外电源产品,茂睿芯推出了MK9218大功率同步降压控制器,支持6-100V输入电压,支持0.8-60V输出,支持-60~150℃工作温度,应用场景非常宽泛。对于PD快充应用,茂睿芯推出了多款初级控制器,包括氮化镓合封芯片和内置硅MOS芯片,以及直驱氮化镓和硅MOS的控制器芯片,满足不同功率的快充应用。
PPT下载:
链接:https://pan.baidu.com/s/1cbGxrWG9gX_OEo8VxAwtZA
提取码:1234
晶丰明源半导体 粤东销售总监 郭天
《晶丰明源 USB-PD产品介绍》
晶丰明源半导体于2008年成立,是首家在科创板上市的电源管理芯片设计公司。晶丰明源是LED照明驱动芯片细分市场龙头,市占率全球领先。晶丰明源现已拓展CPU、GPU供电管理芯片和直流无刷电机控制芯片以及MCU芯片等,快充芯片也是晶丰明源重点产品之一。
晶丰明源总部坐落于上海,在LED细分领域完成了国产替代,并实现了30以上的市场占有率。晶丰明源在本次大会上推出了IGBT快充方案和磁耦合快充方案。使用MOS和BJT复合管的方式相比MOS具有更低的成本,并支持快充宽输入电压应用。BP87112芯片内置IGBT功率管,内置高压供电,外围简洁。芯片支持CCM和DCM工作模式,具备恒功率输出功能。芯片内置频率调制和分段软驱动电路以优化EMI性能,并具备完善的保护功能,支持18-20W快充应用。
晶丰明源推出了三款同步整流芯片BP6211,芯片内部集成自供电,满足宽范围输出,满足18-30W快充应用。与BP87112可组成20W高性能高性价比快充方案。BP8705、BP8706是内置MOS管的初级电源芯片,支持光耦反馈,支持主流的快充协议芯片。
晶丰明源还推出了高集成度磁耦合开关电源方案,变压器只有初级和次级,无需辅助绕组供电,芯片内置高压启动和VCC电容,外围极简。磁耦合方案满足75mW超低待机功耗,满足六级能效要求,实现了性能与成本的平衡。
芯海科技 产品经理 杨乐
《化繁为简,芯海PD全场景应用》
芯海科技于2003年成立,是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号链集成电路设计企业,专注于高精度ADC、高可靠性MCU、测量算法以及AIoT一站式解决方案的研发设计。芯海产品和方案广泛应用于智慧健康、智能手机、消费电子、可穿戴设备、智慧家居、工业控制及测量、汽车电子等领域。
在大会上,芯海科技首先介绍了USB PD的发展,其中出货量最高的是手机、平板电脑和笔记本电脑。USB-C接口现已广泛应用于显示器、扩展坞、音频转换和快充等产品。芯海在USB PD产品上具有非常广泛的应用,实现全场景覆盖。
USB PD3.1是市场上非常热门的快充规格,扩展的功率范围,支持电动工具,电动自行车充电。芯海科技参与了国内UFCS融合快充协议制定,在大会上,芯海科技对UFCS需求进行了解析。
针对USB PD应用,芯海推出了三款细分领域的协议芯片,使用CS32G051可满足电脑、显示器的PD应用。CSU3AF10可用于移动电源、储能电源等,CPW3301可用于充电器和适配器,外围精简。
CS32G051是在CS32G020基础上推出的增强型单口PD协议芯片,支持USB PD3.1,具有丰富的外设,运算能力加强,Flash空间为256K,具备I2C和SMBUS总线,内置数据开关。CPW3301是芯海新推出的USB PD3.1和UFCS双协议的协议芯片,满足快充适配器应用。
PPT下载:
链接:https://pan.baidu.com/s/1093Qo1Knjz-I8pBfW343Hw
提取码:1234
英集芯科技 FAE 谢冠
《英集芯PD3.1 EPR28V解决方案助力大功率PD电源开发》
英集芯科技主要产品为智能电源管理芯片、无线充电芯片、电池保护芯片和微处理器等。英集芯团队拥有先进的集成电路设计、工艺、生产、测试技术和质量管理经验,产品广泛用于智能手机、平板电脑、机顶盒等领域,高集成移动电源SOC也具有非常高的占有率。
英集芯在大会上介绍了用于USB PD快充的两款协议芯片,分别为IP2736和IP2738,芯片支持广泛的快充协议,支持反馈、光耦和I2C反馈形式,IP2736支持单口18-140W应用,可通过IP6550同步降压控制器,搭配LLC架构实现宽电压输出。
IP2738支持双口18-140W快充应用,具备独立的反馈控制,具备独立的USB PD控制,相当于两颗IP2736整合到一颗芯片内部,快充规格与IP2736相同。可使用大功率LLC电源搭配两路IP6650实现双口降压输出。两款芯片均可满足移动电源,车充,适配器等应用,芯片IO引脚支持PFC控制,实现更低的待机功耗。
英集芯还介绍了IP2133 E-MARKER芯片,支持28V EPR应用,芯片已经通过USB-IF PD3.1认证,TID:7106,支持USB Type-C 2.1和PD3.1协议,支持USB 3.2全功能数据线应用,具有低待机功耗,外围简单。
PPT下载;
链接:https://pan.baidu.com/s/1kkEzuxNbVyTh0yRM2UkkWw
提取码:1234
智融科技 FAE经理 段绩明
《智融科技PD大功率方案应用与未来》
智融科技成立于2014年,总部位于珠海,是国内领先的数模混合SoC芯片设计公司,深耕混合信号模拟芯片设计研发。智融科技的协议芯片在充电器中市占率非常高,合作伙伴包括多家海内外一线品牌。智融科技致力于为客户提供高品质,性能强的芯片产品及解决方案。
自USB PD3.1推出,功率提升到240W,电压提升到48V,同时覆盖了工业类以及消费类产品。USB PD协议支持多种协议,支持电压精细调节以及身份识别。具有优秀的兼容性,支持多种设备使用,有效减少专用充电器的使用,从而保护环境。同时USB PD还具有加密算法和控制算法,提供加强的安全性。通过功率的扩展,扩展了使用场景。
智融科技推出了全面升级的SW3556大功率PD快充芯片,是一颗双口快充充电芯片。SW3556在SW3516的基础上,升级了7A同步降压变换器,支持USB PD3.1 28V输出,双口支持全面的快充协议,芯片外围电路简单,双口均支持快充,支持独立限流,支持I2C接口和电阻设置功率,支持双芯片动态功率分配。
智融SW3556支持5-36V输入电压,可应用于车充、快充适配器、快充插排及储能电源应用。内置的驱动器可直驱低压氮化镓开关管,提高工作频率,进一步缩小降压电路的体积。
东科半导体 副总经理 孙经纬
《为了更快、更小、更高效,东科合封氮化镓有源箝位AC-DC芯片》
东科半导体在大会上带来了有源箝位的合封氮化镓AC-DC芯片,并分享了关于快充行业的看法。
有源箝位属于软开关,效率相比QR准谐振反激有明显提升。有源箝位采用MOS管和储能电容将变压器的漏感储存并传递到次级,消除传统反激电路中RCD吸收电路的损耗,并将漏感能量重新利用。有源箝位还可以实现主开关管的零电压开关,次级同步整流管能够实现零电流关断,提升转换效率并提升EMI性能。
东科推出了一款有源箝位的AC-DC芯片,芯片合封了两颗氮化镓功率器件,东科带来了两款合封氮化镓有源箝位芯片,芯片内置逻辑与控制电路、半桥驱动器,氮化镓上管和氮化镓下管,是业内唯一的单芯片CAF整合方案,DK120GA支持120W的输出功率,最高工作频率为500kHz,采用PDFN8*8封装。
东科的ACF氮化镓合封芯片将传统ACF电路中多颗器件集成在一个封装内部,外围元件精简。具有东科专利自适应的上管关断技术,支持高压启动,内置X电容放电功能,芯片集成负压电流采样,成本得到有效控制。相比QR准谐振拓扑,频率大幅提升,功率密度提升。
东科还展出了65W ACF快充方案,功率密度达到2.1W/cm³,效率达到94.81%,另一款120W的ACF方案功率密度为1.97W/cm³,效率达到95.89%,媲美LLC的效率。ACF适合单口宽电压输出,是单口大功率快充的理想解决方案。
PPT下载:
链接:https://pan.baidu.com/s/18BblOh-fMMRay_XwW-v9EQ
提取码:1234
杰华特AC-DC产品线 资深技术市场经理 张坤
《杰华特 AC-DC 方案介绍》
杰华特于2013年成立于杭州,产品主要为高性能模拟芯片和数模混合芯片,在电源管理芯片领域拥有业界领先的全品类产品设计开发能力与产品覆盖广度,并逐步拓展信号链芯片产品,致力于为各行业客户提供高效率、高性能、高可靠性的一站式模拟集成电路产品解决方案。
杰华特在大会上带来了AC-DC方案介绍,JW1550是一颗ACF控制器,在重载下运行在ZVS模式下,轻载下运行在QR模式下。芯片集成高压启动和X电容放电,推荐功率范围为65-200W。ZVS检测和控制电路器件数量明显减少。
JW1515HA是一颗高频氮化镓控制器,工作在准谐振模式下,频率限制为260kHz,芯片采用负压电流采样,具备精确的6V驱动电压,可直驱氮化镓器件。过流保护和过功率保护可由外部电阻设置,满足原边功率限制,芯片支持7.5-90V宽电压供电,无需外置稳压和第二辅助供电绕组即可满足宽电压输出。
JW1566A是一颗内置480mΩ氮化镓开关管的合封芯片,采用DFN5*6封装,满足30-45W快充应用,相比控制器和氮化镓分离方案显著节省器件数量。JW1565是一款内置260mΩ氮化镓开关管的合封芯片,采用DFN6*8封装,芯片内置X电容放电,满足45-65W快充应用。
杰华特还带来了JW1556 AHB控制器,在重载下使用ZVS模式,芯片内置高压启动和X电容放电,集成供电升压转换器,最高工作频率达1.5MHz,支持65-240W快充应用。对于小功率快充应用,杰华特推出了JW1513A初级芯片,芯片内部集成650V/1.2Ω开关管,支持20W快充应用。JW1516支持驱动MOS管和氮化镓开关管,具有130kHz和260kHz两档开关频率可选,最大支持200W功率。
杰华特JW1526是一颗ZVS控制器,ZVS开通电压可编程,工作频率可编程,内置负压电流采样。JW1571是一颗PFC控制器,采用CRM临界导通模式,具备二级保护。JW7726B是一颗多模式同步整流控制器,支持高端和低端应用,支持30-200W快充应用。
PPT下载:
链接:https://pan.baidu.com/s/1648sX44fd6go69Xe9pi1-w
提取码:1234
通嘉科技 市场行销总监 刘宏光
《通嘉科技助力PD3.1之高集成度快充解决方案》
通嘉科技参与了USB PD3.1标准制定,通嘉在大会上介绍了USB PD3.1的改变,EPR需要满足的条件,以及等效的PDP等级。通嘉科技的优势在于一站式服务,可以提供整个中高功率完整方案。通嘉提供20-240W的电源整体方案,其中主流方案为65W和140W。芯片分为AC-DC芯片,同步整流芯片和协议芯片。
对于90-140W输出,通嘉推出了LD7798内置PFC和反激控制的二合一芯片,对于180-240W应用,通嘉推出了LD7593 PFC控制器和LD7781 LLC控制器,通嘉推荐使用LD8526用于大功率同步整流控制。对于28-36V PD3.1输出,通嘉推荐使用LD6617A/B协议芯片。对于氮化镓快充产品,通嘉推出了LD5766E/E1和LD7798直驱控制器,搭配LD8526H高频同步整流控制器。
通嘉展示了LD5766+LD8526H+LD6935的65W氮化镓快充方案,具备28.7W/立方英寸的功率密度。LD5766内置高压启动,支持X电容放电,VCC供电高达83V,能够简化供电设计,具备LPS原边限功率,保护功能齐全。LD6935内部集成VBUS开关管,支持5A 100W输出功率。
LD5555是一颗SOT23-6封装的初级控制器,内置高压启动的型号采用SOP-8封装。芯片支持85V供电电压,具备高精度限功率输出,具备65/80/100/130kHz开关频率以及用于氮化镓的250kHz开关频率可选。
LD6935 PD协议芯片内置VBUS开关管和电流取样放大,CC引脚无需外置RC滤波,内部集成VCONN供电和开关用于读取线缆信息,芯片内置完善全面的保护功能。
通嘉140W PD3.1快充采用LD7798+LD8526+LD6617A,LD7798内置高压稳压,可为纳微氮化镓芯片直接供电,芯片内置PFC和反激控制输出,搭配氮化镓使用时,PFC开关频率为800kHz,反激开关频率为250kHz。LD6617是一颗支持USB PD3.1的协议芯片,支持最高36V输出,芯片内置MCU内核,兼容多种快充协议。芯片内置11位DAC和ADC,用于恒压恒流控制,具备独立引脚用于PFC控制,DP/DM引脚可用于多口应用时两颗芯片I2C通信。
博威合金 技术市场部经理 陈永力
《欧规充电器用PlugMax系列铜合金》
博威合金于1993年成立,于2011年在上交所上市,2015年收购了德国Berkenhoff公司,2019年收购了博德高科和加拿大Cooper Plating公司。博威合金在中国、德国、美国、加拿大和越南均拥有生产基地。博威合金产品包含合金板带、合金棒材、合金线材、精密细丝和新能源太阳能产品。
博威合金在大会上带来了安规标准对PD充电器及插头的技术要求,博威合金针对PD充电器插头的专用材料PlugMax系列合金。
随着协议更新,充电功率的不断提升,USB PD3.1充电器的功率达到了240W,使用场景也在不断扩大,应用的设备也越来越多,开启了充电的新时代。随着充电器的功率提升,充电器的重量也在不断提升。充电器需按照IEC 62368-1:2018进行跌落测试,欧盟和美国在2020年12月已经执行了IEC 62368-1:2018标准。
由于充电器插头通常为突出在外裸露,容易在跌落测试中出现弯折甚至断裂而无法通过跌落测试,对于欧盟来说,除了跌落测试还要进行VDE 0620中规定的滚筒跌落测试,规定的高度为半米,按照充电器的重量决定跌落次数,对充电器的插头材料提出了非常严苛的要求。
欧规充电器对于插头材料的性能提出了更高的要求,厂商对充电器进行重心优化以及氮化镓技术减轻重量,但插头材料的改进对于充电器通过跌落测试是更易实现的办法。以往插头使用锡青铜和不锈钢来生产,但两种材料的切削效率非常低,加工成本高,导电率也比较低,不锈钢不符合安规对于插头材质的规定。
博威合金针对行业困境,针对性开发出无铅环保的充电器专用PlugMax系列铜合金。PlugMax10合金主要成分为铜、镍、硅、铝,不含铅不含铍,是环保合金材料,合金具有超高的强度和弹性,可与铍铜媲美,能够满足350克重量的欧规充电器滚筒跌落要求。
PlugMax11合金主要成分为铜和锌以及少量的镍和锡,力学性能优于锡青铜和不锈钢,导电率相当于黄铜,具有良好的切削性能,可满足200克重量的欧规充电器滚筒跌落要求。PlugMax12主要成分为黄铜,不含铅,满足RoHS的环保要求,并具有良好的切削性能,和良好的变形能力,满足插头铆接要求。
PlugMax15是一款含铋的黄铜,铅含量低于90ppm,满足RoHS的环保要求,具有优异的切削性能,是铅黄铜的理想替代材料。
PPT下载:
链接:https://pan.baidu.com/s/1FkhbFsjOidZTViRAeirLiA
提取码:1234
总结
通过充电头网主办的2022(春季)USB PD&Type-C亚洲大会(线上直播),邀请的多位原厂工程师分享了有关USB PD快充的最新技术,有关于提高充电器集成度,降低成本的解决方案,还有新型半桥架构提高充电器效率,缩小体积的解决方案,以及可用于USB PD3.1的协议芯片,用于充电器插脚的新材料。
伴随着充电器输出功率的提升,原有的架构以及材料已经制约了充电器的发展,本次大会中演讲的厂商,为解决大功率输出问题,推出了多款新型器件。有了这些新器件,能够极大的简化140W PD快充的设计,助力USB PD3.1早日普及,减少电子垃圾,保护我们的地球。
回复