新闻中心

EEPW首页 > 电源与新能源 > 设计应用 > 基于ST 原边PWM IC STCH03和 副边PD控制芯片STM32G071KB的紧凑型高效率27 W USB Type-C PD3.0与PPS适配器参考设计

基于ST 原边PWM IC STCH03和 副边PD控制芯片STM32G071KB的紧凑型高效率27 W USB Type-C PD3.0与PPS适配器参考设计

作者:时间:2022-11-28来源:大大通收藏

该方案EVAL-USBPD27S是一款紧凑型27 W AC-DC的适配器参考设计,满足USB Type C 。59x35x21mm PCB尺寸是实现了最大的功率密度。 

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202211/440953.htm

1.EVAL-USBPD27S包含两个主要部分:

电源原边部分,包含一个N-channel 650V的MDmesh M6功率MOSFET D7N65M6(内阻为0.91R),其控制芯片是离线PWM控制器,适用于低待机的充电器与适配器。

电源副边数字控制部分:基于STM32G071KB(主流Arm Cortex-M0+ MCU),该芯片完全集成USB Type-C功率输出控制器。

STEVAL-USBPD27S提供两个固定PDOs (5v最高5a, 9v最高3a)和两个可编程APDOs (5v Prog最高5a,和9vProg最高可达3 A)。

3.输出电压电流分别是20 mV和50 mA的分辨率,以完美地应对PPS特性。该方案有负载前馈,OVP, UVP, OC和短路保护。

4.该DEMO满足欧洲CoC 5 Tier 2及美国DOE VI级节能标准。

5.它确保CC线路上的ESD保护符合IEC61000-4-2 指令以及VBUS引脚上的浪涌电流的免疫

符合IEC61000-4-5(8/20μs)标准。

6.该系统已经通过测试:输入电压115和230 VAC,半载和满载条件下,满足噪声排放和符合EN55022 (B类)标准。

是反激式QR准谐振PWM控制器设计。控制器可以使用主要通过光耦反馈提供恒定输出电流电压(CC/CV)调节。反激变换器的优缺点:优点是电路简单,容易设计,成本低,方案成熟可靠性高,在小功率65W以内的电源应用非常广泛,缺点是输出纹波偏大。

器件的主要特点:

1.该器件在同一封装中集成了高性能低压PWM控制器芯片和650V高压启动单元。
它还具有极低的静态电流和突发模式管理,这些功能有助于在空载条件下将残馀输入功耗降至20mW以下。

2.器件是QR准谐振模式,可以有效提高重载满载效率。

3.该器件提供完善的输出过压保护OVP,过温保护OTP,输出过流OCP和短路SCP保护,它还为变压器饱和或次级二极管短路时提供保护,并提供输出UVP保护,限制输出短路时的平均输出电流。

器件STM32G071的主要特点:

1.高性能单片机,应用在数字控制板前端,管理整个应用程序。是Arm®Cortex®-M0+ 32位RISC核,工作频率高达64MHz。

2.控制副边的同步整流,自适应同步整流算法可以处理所有可能的负载条件,以获得最佳的电力效率。

3.集成USB Type-C™和电源输送接口(UCPD),支持电源输送规格:USB Type-C™电缆和连接器和USB供电规范

运行USB-PD中间件堆栈(x - cube USB-PD)和满足PD充电协议

实现输出电压20mV和输出电流50mA的分辨率, 满足

具有OVP、UVP、OC和短路保护。

该Demo板的待机功耗和效率测试报告如下:待机功耗满足六级能效的要求小于等于75mW,各个输出电压(3.3V 5V 5.9V 9V 11V)的四点平均效率轻松满足六级能效的要求。
    待机功耗测试如下:

 

各输出电压的四点平均效率测试如下:

►场景应用图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1. 反激变换器最新技术—初级采用反激QR准谐振技术,

2. STCH03感应反馈提供恒定输出电流(CC)调节,无需专用电流基准IC或电流传感器

3. 高效率,低待机功率(低于40 mW)和最佳EMI性能。集成保护功能包括OTP,OCP,SCP OVP保护,可显著提高最终产品的安全性,可靠性。

4.副边采用 MCU(应用在数字控制板前端,管理整个应用程序。是Arm®Cortex®-M0+ 32位RISC核,工作频率高达64MHz)来数字控制,

  •采用自适应同步整流算法可以处理所有可能的负载条件,以获得最佳的电力效率。

  •集成USB Type-C™和电源输送接口(UCPD),支持电源输送规格,满足PD3.0和PPS充电协议。

►方案规格

• 满足USB 协议

• 全电压输入AC90-264V

• 输出电压范围,输出电压对应输出电流:3.3-11V,5V/5A-9V/3A,输出功率最大27W。

• 符合欧盟六级能效标准CoC5.0 2段,以及美国DOE 六级能效要求

• 待机功耗<35mW Pout=0.25W时效率>50%。

• 数字驱动和单片机控制的自适应同步整流,以及负载补偿。

• 拥有完善的保护:OVP,UVP,OCP,SCP。

• 通过ESD法规IEC61000-4-2: VBUS上接触电压> 30kv,CC线接触电压达20KV。

• 通过浪涌电流法规IEC61000-4-5:Vbus引脚耐流达35A--8/20uS

• PCB尺寸:59x35x21mm , 满足RoHS标准。



评论


相关推荐

技术专区

关闭