- Advertisement -
首頁 標籤 USB PD

USB PD

- Advertisment -

Maxim發布新Buck/Boost控制器 支援車載USB PD埠

Maxim宣布推出MAX25430 100W USB供電(PD)升/降壓控制器和保護器,為車載充電器提供業界較小尺寸、較低成本方案。作為業界整合度較高的方案,MAX25430與競爭方案相比將設計尺寸大幅縮減40%,並提供業界較低成本,有助於增加車輛中的USB PD埠數量。 隨著越來越多的USB PD充電器整合到乘用車車廂內部,汽車應用多媒體集線器(包括後排娛樂模組和無線音響單元)的功能也不斷擴展。而尺寸、成本和功率成為系統設計的制約因素—MAX25430的推出有助於解決上述問題。 MAX25430整合了USB Type C埠控制器(TCPC)電源調節器、VCONN電纜電源、buck-boost控制器和保護電路;由於省去了散熱器和金屬外殼,與多IC設計相比,該方案將尺寸進一步縮小40%,BOM成本也降低25%。此外,與其他車載USB PD競爭方案相比,MAX25430在滿功率運行條件下的溫度降低20℃。無論支援多少個埠,只需一顆微控制器,而競爭方案則要求每個埠附加一顆MCU。 作為完備的解決方案,Maxim Integrated還為汽車應用提供MAX25410車載USB PD埠保護器和MAX2543140V H橋Buck-boost控制器,滿足各種USB充電設計需求。
0

意法推出USB-IF認證開發板 提升USB-C互通性和快充速度

意法半導體(ST)推出USB-IF認證開發板,協助設備商升級電池供電產品,享受最新USB Power Delivery(USB PD)技術所帶來的好處,包括更快的充電速度以及可以簡單重覆使用的USB-C充電器和充電線。 隨著手機等電子產品的電池容量逐漸提升,通用快充生態系統正在迅速發展。最新USB PD充電器將最大功率提升到100W,而USB Programmable Power Supply(USB PPS)功能則可動態調整電流電壓,優化充電性能。過去使用舊式USB micro-B插孔或其它專有連接埠充電的智慧揚聲器、電動工具、穿戴式裝置、機器人、遊戲搖桿、行動電源、無人機等各種電子產品,現在可以透過這個生態系統享受USB-C技術所帶來的優勢和互通性,並提升充電的速度。 為了支援這項技術升級,意法開發出一款USB開發者論壇(USB-IF)認證的100W PPS USB受電設備(PSD)評估板,其可加速新設計的研發,還可輔助客戶完成最終產品認證。 這款經過認證的產品整合意法的Nucleo-G071RB和X-Nucleo-USBPDM1開發板。Nucleo-G071RB搭載業界首款整合USB Type-C PD控制器的通用微控制器STM32G0,可以帶來更高的系統整合度,以及支援新的案例。X-Nucleo-USBPDM1板載意法TCPP01-M12埠保護配套晶片。此外,客戶可以透過STM32生態系統的強大開發工具和軟體,快速、輕鬆地完成研發專案。現有之舊式5V USB充電功能的微控制器產品,只需增加少量外部元件即可升級到USB Type-C。
0

充電晶片整合度再突破 功率密度不輸GaN

在氮化鎵(GaN)元件進入量產階段後,許多周邊配件業者與品牌商,都競相推出基於GaN元件的USB快速充電器,並以更快的充電速度,更小巧的體積作為其主要訴求。得益於寬能隙特性所具備的特性優勢,跟傳統矽材料相比,基於GaN元件的電源裝置確實在功率密度上有更大的提升空間,但這並不表示傳統的電源元件已經無法與GaN競爭。德州儀器(TI)近期便發表了一款整合功率路徑管理的升降壓電池充電器晶片,其效率可達97%,並且將功率密度拉高到155W/mm2,規格絲毫不遜於基於GaN材料的同類型晶片。 TI近期發表了兩款新一代升降壓電池充電器晶片--BQ25790和BQ25792,這兩款晶片可為USB Type-C和USB PD應用在全輸入電壓範圍(3.6V至24V)內為一到四節串聯電池充電,並提供高達5A的充電電流。充電器的整合雙輸入選擇器支援包括無線、USB、桶式電源插座(barrel jack)和太陽能充電在內的多類電源,同時提供快速充電。在充電功率達30W時,效率可高達97%。 除了效率之外,藉由高度整合,這兩款充電器晶片的功率密度達到155W/mm2,絲毫不遜於基於GaN材料的同類型晶片。據了解,這兩款元件整合了MOSFET、電池FET、電流感應電路和雙輸入選擇器。藉由高度整合,應用開發者在設計產品時,外部電子元件數量大為減少,這不僅有助於降低成本,同時也讓終端產品的尺寸變得更加小巧。  
0

意法推6腳位封裝同步整流控制器

意法(ST)推出兼具高效能與低功耗之反激式轉換器二次側同步整流(Synchronous-Rectification,SR)晶片SRK1000A和SRK1000B,該系列新增一款更划算、封裝更小的產品,可用於充電器、快速充電器、轉接器和USB PD連接埠。 這兩款元件採用低延遲快速導通設計,以及創新的自我調整關斷技術,無需增加外部組件即可最大限度延長同步整流MOSFET的導通時間,並最大程度降低電路中的寄生電感效應,大幅改善電路系統效能,而且物料清單成本明顯降低。 SRK1000A和SRK1000B兩款產品皆能用於各種反激式控制器,包括高達300kHz固定頻率的准諧振(Quasi-Resonant,QR)和CCM/DCM混合模式反激式拓撲,簡化系統設計。兩款元件皆可透過選擇電阻來設定導通(TON)後的遮蔽時間,以防止雜訊而引起的雜散問題。SRK1000A關斷(TOFF)後遮蔽時間固定在2μs,SRK1000B則是3μs。 這兩款元件均有輕載低功耗省電模式,當不再需要同步整流時,控制器就會進入低功耗睡眠模式。達到的方法是檢測一次側控制器是否進入高載模式,或是同步整流MOSFET管的導通時間是否低於TON最小預設值。控制器低功耗模式靜態電流僅為160μA。 SRK1000A和SRK1000B適用於最高19V的輸出電壓,在CCM模式下能夠將穩壓輸出保持至2V,支援4.5V-32V寬壓電源,漏-源極電壓額定100V。輸出灌電流高達1A,拉電流最高0.6A,用於控制外部N通道同步整流MOSFET二極體的閘極。 SRK1000A和SRK1000B均採用2.9mm x 2.8mm 6腳位SOT23-6L封裝。
0

Power Integrations擴大採用750V GaN電晶體IC產品範圍

Power Integrations日前宣布推出更多InnoSwitch3系列離線CV/CC返馳式切換開關IC品項。全新INN3x78C裝置整合體積更小的「8號」750V PowiGaN電晶體,能夠讓輕薄且高效的電源供應器輸出27W至55W功率而毋需散熱片。此IC所用的封裝技術,與採用GaN的InnoSwitch3系列中體積較大品項(最高目標功率為120W)同為高沿面距離、符合安全要求的InSOP-24D封裝。 Power Integrations產品行銷總監Chris Lee表示,該公司感受到全球對於採用750V GaN電晶體的高效AC-DC轉換器IC的需求與日俱增。然而,由於矽MOSFET崩潰電壓與COSS相關的切換損失之間的關係,難以同時實現電氣強度和效率。該公司的PowiGaN電晶體具有較低的COSS,因此可以達到94%以上的效率,進而在熱帶市場實現低損壞率。 PowiGaN技術以良好效率著稱,不僅在線電壓和整個負載範圍內的效率高達94%,而且非常堅固耐用,使其能夠在主電源電壓經常不穩定的區域,強力抵抗線電壓突波和線電壓上升。這項特點讓OEM可以應用在全球使用的單一電源供應器設計。新零件的應用範圍包括USB PD和用於行動裝置的高電流充電器/轉換器,以及機上盒、顯示器、網路和遊戲產品與家電,尤其是針對那些符合研議中歐洲能效標章法規的產品。
0

電路控制架構兵分三路 USB PD應用電能傳輸再提升

與傳統USB標準相比,USB Type-C介面以更高的功率水準和更高的速度提供電源和數據交換。如表1所示,USB Type-C系統的優勢之一是能提供較大的電能給連接裝置。相比之下,傳統USB的最大供電電壓及電流被局限在傳統協議的5V/1.5A,因此僅能提供7.5W,而USB Type-C能夠提供高達5V/3A,最大15W的功率。另外USB Type-C可配合充電協議USB Power Delivery 3.0,依照負載的需求使其輸出電壓提升為12V、20V。若單純使用在電能傳輸上,最大輸出電流與瓦數的規定可配合大功率裝置的需求提升至5A及100W。由於輸出功率的提升,因此在許多行動裝置應用中例如手機,可以實現「快充」的技術,節省裝置的充電時間。 表1  傳統USB和USB Type-C標準比較表 「快充」的主要原理是在合理範圍內提高手機充電功率,為電池迅速補充大部分的電量。因為功率與電壓和電流大小呈正相關,因此藉由提高連結硬體介面的電壓及電流可以達到提升充電功率的效果。目前USB-C支援的USB Power Delivery 3.0充電協議,允許電壓和電流最高可達20V/5A。此外,新的USB-PD 3.0協議還支援可編程電源(PPS),可以對輸出電壓和電流進行微調,甚至允許電壓低於5V,以供給其他低電壓裝置的需求。 返馳式轉換器遍及USB電源供應器應用 由於USB Type-C的發表,傳統電源供應器有了進一步的發展。常規的USB電源供應器僅提供固定的輸出電壓和相對較低的功率水準。但是,具有全新的USB Type-C硬體介面標準及充電協議USB Power Delivery 3.0的電源供應器,可支援各種範圍的輸出電壓和更高的功率水準。如圖1所示,搭配USB Power Delivery 3.0的電源供應器可為手機、平板電腦或筆記本電腦提供5V-19V DC輸出電壓。 圖1  USB-PD應用示例 現今市場上小於100W的USB電源供應器應用中,返馳式轉換器(Flyback...
0

意法供貨USB Type-C連接埠保護晶片

意法半導體(ST)推出TCPP01-M12連接埠保護晶片,讓小型電子裝置從舊式USB Micro-A或Micro-B升級至最新Type-C介面。TCPP01-M12連接埠保護晶片能滿足USB-C連接技術的防護需求。 此晶片採用QFN12封裝,可與意法20V/100W USB Type-C Power Delivery輸電控制器的微控制器STM32G0和STM32G4配合使用。其亦具備完善單純5V保護,用以保護STM32和STM8等通用MCU之連結。TCPP01-M12和MCU可於各種應用情境下搭配,其成本效益和空間效益高。 本產品設計汲取市場客戶需求回饋,簡化各種產品裝置現代化升級,例如:工業電腦、行動POS終端收款裝置、醫療裝置、穿戴式裝置、壁式充電器、汽車資訊娛樂設備、遊戲終端、無人機、音訊/視訊系統、閘道、電腦和週邊設備。 保護功能包括變壓器故障保護,防止電源錯誤使用電源參數導致的設備損壞。在VBUS腳位與配置通道(CC)線之間亦具短路保護功能,為VBUS和CC腳位提供IEC 61000-4-2 Level 4+8kV ESD靜電保護功能。 這款晶片其他優點還包括若未連接任何電線,便會進入零功耗運作狀態,以延長電池續航時間;以創新方式使用USB PD可程式設計電源(Programmable Power Supply, PPS),使裝置充電速度更快。該IC還整合外部N通道負載開關驅動電路,節省物料成本。此外,相較一般使用的P通道MOSFET,利用PPS支援和N通道開關固有的低導通電阻,可以大幅降低整體熱散溢。
0

分析USB認證測試(下) USB PD實體層測項了然於胸

本文會將USB-IF認證測試分為兩部分介紹:上篇為USB資料傳輸,介紹USB3.2實體層(Physical Layer)相關測項;下篇則為Type-C&Power Delivery,介紹Power Delivery實體層的認證項目。 USB PD測試規範解析 USB Power Delivery於2015年5月的USB-IF Workshop #95開始認證,到今年也已經3年。在認證籌備時期為了縮短測試時間,協會決定採取自動化測試(Automation Test),故需要一種能描述待測物在USB Type-C與Power Delivery能力的檔案,稱為廠商資訊檔案(Vendor Info File, VIF)。測試時只要將該檔案匯入儀器後即可開始測試。 另外也有兩家測試儀器廠商協助USB-IF開發相關測試項目,故在開始認證時出現一份測試規範(Compliance Test Specification),卻有兩份執行方法(Method Of Implementation),分別為MQP的Communication Engine PD Compliance MOI(最新版本為1.09)以及Deterministic PD...
0

中高功率技術成熟 無線充電需求只增不減

電池充電技術已正式邁入無線化與快速化的發展階段,特別是在消費性電子領域,導入無線充電與快速充電技術的產品已愈來愈多。現階段,無線充電技術以Qi標準的規格為市場主流,充電功率已可達15W,無線充電聯盟(Wireless Power Consortium, WPC)Qi規格團隊也正積極研議60W的技術規格,期能滿足筆電、工具機和醫療器材等更多應用。 在行動電話、小型家電與穿戴裝置的帶動之下,在2017年無線充電的消費電子設備出貨量比2016年增加了40%(圖1)。無線充電收發器的出貨量皆在持續成長當中。 圖1 全球無線充電市場預測 資料來源:IHS 根據市場調查機構IHS報告統計,在2017年,智慧型手機開始導入無線充電,是推動該市場成長的主要動能。經典的電動牙刷應用,也持續推動小家電的無線充電滲透率。而Apple推出的智慧手表Apple Watch已於2017年開始導入無線充電,可以說是引領了穿戴裝置導入無線充電的潮流,在未來,穿戴裝置將成為帶動無線充電接收器出貨量成長的重要動能。 另一方面,快充技術目前則是高通(Qualcomm)、聯發科、華為、OPPO等大廠各自推廣自家技術,不過在USB開發者論壇(USB-IF)日前宣布USB PD 3.0將支援可編程電源(Programmable Power Supply, PPS)功能後,可望一統快速充電規格,讓快充技術的應用加速普及,並為充電器和相關配件製造商帶來更大商機。 中高階市場為商機 無線充電功能已大舉導入消費電子市場,如今搭載無線充電功能的智慧型手機已非新鮮事。接下來,將更為注重充電速度與效率。儘管無線充電零組件成本高,但在未來,台灣廠商應該將經營重心設定在較為精緻的中高階設備市場,更須時時關注高功率標準制定與新興應用的進展,才能搶得商機。 安富利(AVNET)台灣產品管理經理楊士緯(圖2)分享,在2018年Apple將無線充電功能導入iPhone之後,終端使用者開始慢慢認識到無線充電此一功能,對於該功能的要求以嘗鮮居多,鮮少對於充電效率有過多要求;然而在邁入2019年之後,終端使用者將會對於充電效率、充電速度有更高的要求,也將開始有品牌認同出現。在此階段,楊士緯認為接下來無線充電的機會將是較為精緻的中高階市場,而台灣廠商也應當朝此方向經營。 圖2 安富利(AVNET)台灣產品管理經理楊士緯認為,中高階市場是未來無線充電的商機所在。 楊士緯進一步說明,在初期WPC將輸出功率5W以下定位為低功率;5~120W為中功率。然而由於5~120W的功率區間過大,因此在2015年重新將功率輸出化分為5W以下的BPP(Baseline Power Profile)和5~15W的EPP(Extended Power Profile)標準。真正的中功率,則定義為60W以上。 面對中功率的定義發展,有業界人士認為60W的發送端(Tx)也必須向下支援5~15W的充電設備的接收端(Rx)。目前Qi規格的Tx加上Rx一套無線充電模組成本約6~9美元不等,然而,中功率一組成本則有可能高達100美元。因此,為了商業化的成本考量,此路線是否實行依然未成定數。楊士緯說明,現今WPC聯盟已確定將先推出針對廚具、廚房家電市場的高功率(100~2,400W)標準,目前商標與標準名稱已在聯盟投票決議中。 楊士緯進一步預測,自2018年底至2019年初會看到EPP的Tx產品越來越多,65~120W的高功率需求也將在2018下半年逐漸上升;車載的Tx也會逐漸普及。另一方面,儘管穿戴裝置的Tx與Rx普遍有較多客製化需求,但是因為穿戴式裝置對於防水的需求,因此也將成會帶動無線充電滲透率的重要動能。 穿戴裝置帶動未來成長 隨著終端消費電子使用者對於無線充電功能日趨熟悉,該功能在消費電子的滲透率也將隨之提升。目前,帶動相關元件出貨量的設備依然以智慧型手機為主,然而,在未來由於穿戴裝置相關的使用情境相當適合導入無線充電功能,因此,也有望帶動下一波無線充電元件出貨量的成長。 意法半導體類比與微機電產品應用經理周文介(圖3)指出,無線充電於消費性產品的應用優勢在於方便性較高;也由於少了接頭拔插的耗損,使得設備更加安全、可靠度也較高。但是也依然有待眾廠商齊力突破的挑戰,例如,無線充電相關元件成本依舊過高,同時也由於目前主流的磁感應無線充電技術,需要緊密貼合Tx與Rx,因此將使得設備的外觀設計受到局限。 圖3 意法半導體類比與微機電產品應用經理周文介指出,良好的應用情境設定是推廣無線充電的關鍵。 儘管如此,無線充電的聲勢與使用人數依然在持續提升當中。周文介提到,從2017年開始,無論是Tx還是Rx皆有很大的成長,前年同期相比,兩者出貨量總計成長幅度高達40%;成長的主要驅動力依然來自智慧型手機。WPC亦公布數據,在2018年6月已有90種型號的智慧型手機導入Qi規格的無線充電功能。 對於無線充電而言,良好的應用情境設定將是關鍵。周文介舉例,由於電動牙刷使用環境潮濕,但較少移動設備,因此主要充電座只要安裝在浴室即可。因此,電動牙刷是至今最為成功的無線充電應用實例。可以想見的是,由於穿戴裝置的某些使用情境特性與電動牙刷相似(例如,防水、抗濕氣的需求等等),在未來也將成為無線充電應用的重要戰場。 快充設計挑戰不可忽視 除了無線充電是未來的應用趨勢之外,快速充電也是消費電子市場非常看重的技術走向。電池續航力是一般消費者在智慧型手機使用體驗中,最為在意的要素。在未來,USB PD PPS結合USB Type-C將為手機、筆記型電腦等多種設備帶來快充體驗,然而,寬電壓的應用需求也為架構設計帶來挑戰,立錡科技也為此推出了相對應的解決方案。 立錡科技AD研發處技術副處長張煒旭(圖4)指出,在待機功耗遲遲沒有辦法降低的情況下,當今許多高階機種,皆已將智慧型手機電池容量提升至3,500~4,000mAh,以提升使用者體驗。除了提升電池續航力之外,就是將適配器的功率提升,降低所需要的充電時間;目前已有新技術將充電功率提升至20W,近日Vivo更提出了50W的架構。 圖4 立錡科技AD研發處技術副處長張煒旭指出,PD充電器的設計依然有些許挑戰待突破。 近來,USB-IF提出了架構在USB3.0之上的USB PD PPS規範,整合了高電壓低電流、低電壓大電流兩種充電模式,除使得電壓調節更為精準之外,也能支援PE4.0與QC4.0。 另外,張煒旭進一步說明,目前配備USB Type-C的設備越來越普及,支援USB PD PPS快速充電的設備也將越來越多。由於PD3.0能夠支援到15V~20V電壓,因此在未來甚至不僅是手機的應用,也將取代傳統筆記型電腦的充電適配器。 儘管市場看好,然而未來在PD充電器的設計上,依然有些許挑戰待突破。穩定CV控制迴路便是挑戰之一。張煒旭指出,在以往適配器只須滿足5V、12V的電壓輸出,如今卻必需要支援到20V以上,由於電壓營運範圍過大,控制範圍較寬,因此成為技術挑戰。為因應相關技術挑戰,立錡科技所推出的IC產品內含70V的LDO(Low Drpout),以因應寬電壓範圍的應用需求。
0

NXP針對行動應用推USB PD 3.0充電解決方案

恩智浦半導體(NXP Semiconductors)近日宣布,華碩最新推出的玩家共和國(Republic of Gaming, ROG)高階旗艦遊戲手機採用恩智浦快速可靠的電池充電解決方案。傳統手機充電裝置發熱後,會影響電池充電水準,導致充電變慢。恩智浦率先推出相容USB PD 3.0端對端快速充電解決方案,解決高電流充電發熱問題,而其領先業界的2:1開關電容充電器(Switched Capacitor Charger)能提供安全、低溫與快速的充電功能。使用恩智浦端對端充電解決方案進行高電流充電,即使在玩遊戲或應用處理器全力運作時,電池仍能維持98%的高效率。 華碩手機事業處協理暨行動運算事業群總經理張凱舜表示,華碩玩家共和國系列是針對遊戲玩家與愛好者設計的最頂級產品。為符合真正遊戲玩家的期待,華碩與恩智浦合作,將該充電解決方案導入華碩手機,不僅延長遊戲時間,亦提供絕佳效能與視覺效果,滿足客戶全面掌控的需求。 恩智浦半導體資深副總裁暨安全介面與電源業務總經理Chae Lee表示,恩智浦端對端快速電池充電方案獲華碩採用,為華碩客戶與未來的各家公司提供安全無縫的充電經驗,恩智浦對此感到非常榮幸。
0
- Advertisement -
- Advertisement -

最新文章

- Advertisement -

熱門文章

- Advertisement -

編輯推薦

- Advertisement -