意法半導(dǎo)體ST-ONEMP數(shù)字控制器簡(jiǎn)化高能效雙端口USB-PD適配器設(shè)計(jì)

2023 年 2 月 7 日，中國(guó) —— 意法半導(dǎo)體的高集成度、高能效ST-ONE系列USB供電(USB-PD)數(shù)字控制器新增一個(gè)支持雙充電口的ST-ONEMP芯片。

ST-ONEMP數(shù)字控制器基于市場(chǎng)首個(gè)ST-ONE架構(gòu)，在一個(gè)封裝內(nèi)集成Arm® Cortex®-M0+ 微控制器、高能效非互補(bǔ)有源鉗位反激式控制器和USB-PD 3.1接口。ST-ONE 架構(gòu)的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)電路之間電流隔離，極大地簡(jiǎn)化了USB-PD電源適配器的設(shè)計(jì)和組裝。

現(xiàn)在，通過(guò)增加電能共享支持功能，最新的ST-ONEMP簡(jiǎn)化了在USB-PD 輸出外再增加一個(gè)輸出的雙充電口設(shè)計(jì)，提高終端用戶的充電靈活性和便利性。

在ST-ONEMP內(nèi)部，Cortex-M0+ MCU微控制器位于充電器次級(jí)側(cè)，片上64KB閃存用于保存定制USB-PD協(xié)議和電源轉(zhuǎn)換固件。微控制器預(yù)裝USB-PD 3.1 PPS 認(rèn)證固件，準(zhǔn)許開(kāi)發(fā)者為標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用提供總包方案。MCU 控制同步整流器和反激式轉(zhuǎn)換器，并針對(duì)零電壓開(kāi)關(guān)非互補(bǔ)有源鉗位拓?fù)鋬?yōu)化了微控制器，因?yàn)樵诟吖β蕰r(shí)，零電壓開(kāi)關(guān)非互補(bǔ)有源鉗位能效高于傳統(tǒng)準(zhǔn)諧振反激式變換拓?fù)洹?

ST-ONEMP與意法半導(dǎo)體的MasterGaN功率技術(shù)配套使用。MasterGaN技術(shù)包含意法半導(dǎo)體的集成柵極驅(qū)動(dòng)器的氮化鎵(GaN)寬帶隙功率晶體管。意法半導(dǎo)體GaN技術(shù)的開(kāi)關(guān)頻率比傳統(tǒng)硅 MOSFET更高，使適配器能夠提供更高的功率密度和符合最新生態(tài)設(shè)計(jì)規(guī)范的高能效。

意法半導(dǎo)體用 ST-ONEMP 和 MASTERGAN4開(kāi)發(fā)了EVLONEMP 65W + 10W AC/DC適配器參考設(shè)計(jì)，適配器的重量和體積與20W單端口智能手機(jī)充電器相當(dāng)。峰值能效為 94%，比同類(lèi)傳統(tǒng)雙口適配器高 2%，而 PCB 面積僅為傳統(tǒng)適配器的四分之一。因此，原始設(shè)備制造商可以縮減外殼尺寸，節(jié)省能源，減少塑料使用，提供更環(huán)保的產(chǎn)品。