65W理想型快充方案揭秘,收藏本文不走弯路!

来源: 慧能泰半导体 作者:慧能泰半导体 2024-09-12 14:27:35

前几天朋友说买了一个66W快充的充电器

结果一看侧面,天塌了

......

原来买的是66W牌的18W快充。

商家:66W是品名,谁说一定是瓦了。

  

  
对于快充方案感兴趣的朋友,今天想分享一个高效且实用的HP1510+HP3501+HUSB381A 65W组合方案,AC-DC和协议芯片均来自慧能泰最新研发的产品,这才是靠谱的65瓦功率快充高性能方案。

图1 :HP1510+HP3501+HUSB381A 65W快充方案Demo图
图2:HP1510+HP3501+HUSB381A 65W快充方案原理图

该方案配置带线Type-C端口,支持PD 65W输出,可为市面上主流手机,平板和电脑充电,AC-DC采用慧能泰HP1510+HP3501电源方案,该方案支持DCM,QR,CCM多种工作模式,使设计更灵活。拥有次级肖特基短路保护,变压器饱和保护,输出过压,输入过压,过温等全面保护使得应用更安全。协议部分搭配慧能泰专为带线应用而生的HUSB381A,外围简洁内置开关MOSFET,使得PCB布局更简单高效,SOP-8的封装满足波峰焊工艺。

  

PDO报文方面,显示USB-C口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及5-21V3A一组PPS电压档位。

图3:通过POWER-Z KM003C测试仪读取PDO报文信息

协议芯片HUS381A可选择不同的广播。详细内容见下表。

方案效率

经实测,该方案在高低压输入,不同广播输出时均能保持高效率。

 图4:当输入115VAC/230VAC,输出为5V3A时,该65W方案的效率曲线
图5:当输入115VAC/230VAC,输出为9V3A时,该65W方案的效率曲线
 图6:当输入115VAC/230VAC,输出为12V3A时,该65W方案的效率曲线

 

图7:当输入115VAC/230VAC,输出为15V3A时,该65W方案的效率曲线

  

图8:当输入115VAC/230VAC,输出为20V3.25A时,该65W方案的效率曲线

  

HP1510是一款AC-DC开关电源转换器控制芯片,具有很宽的VCC电压范围,适用于65W的PD快充应用。HP1510具有极低的启动电流和工作电流,提供绿色模式(Green Mode)、脉冲模式(Burst Mode)功能和谷底开启功能,降低待机功耗。HP1510内置了抖频功能、斜坡补偿、前沿消隐功能、线电压补偿功能以及多档输出电压的自适应环路增益调节功能。HP1510采用恒流源驱动输出,可以很好的改善开关电源系统的EMI性能。

  

HP1510提供了多种自动恢复保护模式,包括:逐周期电流限制(OCP)、过温保护(OTP)、输入电压欠压和过压保护、VCC过压保护、次边肖特基短路保护、低压关闭(UVLO)、过功率保护(OPP)。HP1510 提供 SOT23-6L 的封装。

  

产品特性

🔹宽范围VCC工作电压(8.6V ~ 92V)

🔹低至0.8mA的工作电流,2μA启动电流

🔹上管恒流源驱动,改善EMI性能

🔹自动频率抖动功能 

🔹内置前沿消隐与斜率补偿 

🔹软启动功能降低SR Vds应力 

🔹内置多重保护:逐周期电流限制保护,过温保护,输入电压欠压/过压保护,VCC 过压保护,次边肖特基短路保护,低电压关闭,过功率保护 

🔹SOT23-6L 封装

HP3501是一款设计用于反激拓扑的同步整流控制器,适用于各种中小功率的快速充电器/适配器。它集成了同步整流控制逻辑以及用于同步整流的功率MOSFET,提供了最简的副边同步整流解决方案。HP3501仅仅消耗250μA的静态电流,在轻载状态下可以有效的节省静态功耗,同时,其支持的最大开关频率也高至200kHz,覆盖了中小功率的常用工作频率范围。

  

集成的功率MOSFET有低至14mΩ的导通阻抗,同时也实现了超快的侦测与关断,相比于二极管整流方式,HP3501可以有效的提升系统的整体效率。HP3501具备自适应高边和低边应用的能力,两种连接方式下均可正常工作。内置的功率MOSFET在电流正向流动时可以自动导通,芯片的控制逻辑可以自动适用反激模式下的不同工作模态,包括 QR/CCM/DCM等。

 

产品特性

🔹自适应高边和低边应用场景 

🔹低至250μA的静态电流 

🔹内置14mΩ的100V MOSFET 

🔹低至10ns的关断延迟时间 

🔹支持反激拓扑的QR/DCM/CCM控制模式 

🔹最大开关频率支持至200 kHz 

🔹单封装SOP-8L

HUSB381A是慧能泰半导体全新推出的一款采用SOP8封装的集成MOS的USB PD Source芯片,带CC1和CC2引脚,支持不可分离线缆(Captive Cable)PD适配器和纯PD快充充电器应用。HUSB381A支持最大功率20V5A 100W应用,支持波峰焊和红胶工艺。

  

产品特性

🔹符合USB Type-C 2.1和USB PD 3.1标准

–支持5V、9V、12V、15V、20V FPDO

 –支持2个APDO

🔹集成 VBUS 电源路径开关

🔹支持恒压环路 (CV)

🔹多种线损补偿选项

🔹集成过压保护 (OVP)、欠压保护 (UVP)、欠压锁定 (UVLO)、过流保护 (OCP)、快速过流保护 (FOCP) 和热关断 (TSD) 保护

🔹SOP-8L封装

🔹USB IO引脚具有±2kV HBM ESD额定值

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