PI推出多款30W USB PD快充參考設(shè)計

近日，PI推出多款超小型20W-30W  USB PD快充電源參考設(shè)計。該參考設(shè)計內(nèi)置了PI高集成、高性能的InnoSwitch3-Pro芯片（含PowiGaN系列及硅管系列），AC-DC轉(zhuǎn)換效率比一般分立元件高出2-3%。值得一提的是，其中第⑤款已成為市面上極致小的尺寸20W PD快充方案之一。

同時，搭配英集芯協(xié)議IC來支持多種輸出電壓并擁有豐富的快充協(xié)議，兼顧了產(chǎn)品的性能和成本。為廣大電源廠商開發(fā)小體積、高密度、高效率的30W快充產(chǎn)品提供了全新選擇。

PI這套30W USB PD快充參考設(shè)計結(jié)構(gòu)非常簡單，使用了兩塊PCB板垂直組合，內(nèi)部放入了變壓器、濾波電容、電感等部件，整體布局十分緊湊。

PCB板外圍器件非常少。

整個參考設(shè)計之所以能實現(xiàn)如此精簡的外圍電路，主要歸功于InnoSwitch3-Pro芯片的應(yīng)用。因為該芯片內(nèi)部集成了PWM主控芯片、650V功率器件、同步整流控制器等大部分主要功能，電源工程師在應(yīng)用過程中只需要搭配一些必要的被動元器件和協(xié)議芯片，即可完成高性能快充產(chǎn)品的設(shè)計，加速產(chǎn)品上市周期并節(jié)約開發(fā)成本。

InnoSwitch3-Pro系列芯片內(nèi)置SenseFET無損檢測電路，相比傳統(tǒng)分立器件的原邊檢測能夠降低損耗，提升效率。同時為了讓每個器件達到最佳的性能，該芯片還集成了FluxLink技術(shù)，可以實現(xiàn)初級和次級的實時通信。通過次級控制器控制原邊的開關(guān)，最大程度的控制同步整流MOS導(dǎo)通時間，實現(xiàn)最高效率。

基于InnoSwitch3-Pro芯片的30W PD快充與市售傳統(tǒng)5W充電器以及傳統(tǒng)30W PD快充的體積對比，前者優(yōu)勢明顯，功率密度提升5倍左右。

整個參考設(shè)計的側(cè)面面積僅與1元硬幣尺寸相當。

目前這套30W PD快充參考設(shè)計選用了業(yè)界知名品牌英集芯的協(xié)議芯片IP2218。這顆芯片通過I2C總線調(diào)壓，可以搭配InnoSwitch3-Pro的數(shù)字接口進行數(shù)字調(diào)壓，滿足USB PD3.0 PPS快充輸出。

通過ChargerLAB POWER-Z KT002測試可以看到，該參考設(shè)計支持PD3.0、PPS、Apple2.4A、QC2.0、QC3.0、QC4 、AFC、FCP、SCP等多種快充協(xié)議。

在PDO方面，顯示支持5V3A、9V3A、15V2A、20V1.5A四組電壓檔位，以及3.3-5.9V 3A，3.3-11V 2.25A和3.3-20V 1.5A三組PPS電壓檔位。

總結(jié)
通常情況下，為了達到減小充電器體積的目的，可以提高開關(guān)頻率縮小變壓器的尺寸。不過開關(guān)頻率的提升通常需要重新設(shè)計磁性元件，并且會出現(xiàn)驅(qū)動難調(diào)、EMI難調(diào)、電路布局不好處理等問題。當然，最終產(chǎn)品的成本也將隨之提升。在小體積的電源設(shè)計方案上，進一步提升功率密度的決勝點不再是磁性元件的大小， 而是器件的布局，排放，甚至器件數(shù)都大大影響了最后設(shè)計的尺寸。
PI InnoSwitch3-Pro系列在解決上述矛盾時有著巨大優(yōu)勢，對于小功率30W以內(nèi)的小功率PD快充而言，可以選用內(nèi)置MOS芯片，兼顧性能和成本。而對于45W、65W、100W等中高功率的PD快充而言，PI也有內(nèi)置氮化鎵功率器件的PowiGaN芯片。