AMEYA360：瑞萨以低成本实现100W/140W电源适配器方案

如今，移动设备已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的存在。然而，随着设备种类和功能不断扩展，其充电需求也变得日益复杂化和多样化。在这种背景下，为突破传统充电器在功率输出、兼容性和便携性等方面的挑战，USB-C和USB PD技术应运而生，它凭借出色的充电效率与小巧轻薄的外形，革新了电子设备的充电体验。

基于USB-C接口和USB PD技术，瑞萨推出100W/140W电源适配器方案。该方案实现了低成本的单端口和双端口USB-C和USB PD 3.1电源适配器设计，具有5-20V/5A 100W双输出或5-28V/5A 140W单输出，能够满足市场中大部分移动设备的快充需求。

100W电源适配器方案

在100W的电源适配器方案中，采用了TP65H150G4LSG功率器件、数字离线PWM控制器iW3627、光耦合隔离器PS2381-1、数字同步整流控制器iW610、同步降压PWM控制器ISL8117以及协议IC iW780。

系统框图

TP65H150G4LSG是一款采用DFN8*8封装的氮化镓FET，耐压为650V，瞬态耐压为800V，导阻为150mΩ，栅极支持18V耐压，具备极低的反向恢复电荷，并能减小开关损耗。iW3627内部采用先进的数字控制技术，支持常见的单级隔离和非隔离拓扑结构(降压、降压-升压或反激式)，可用作固态照明(SSL)应用的前端或独立电源。

PS2381-1是一款光耦合隔离器，其将砷化镓发光二极管和NPN硅光电晶体管集成在塑料4-LSOP长扁平封装中，该封装具有屏蔽效果，可隔绝环境光，非常适用于高密度应用。

在同步整流控制器的选择上，本方案选用的iW610适用于所有瑞萨AC/DC转换器和任何反激式转换器拓扑，包括在DCM和CCM模式下运行的准谐振(QR)、零电压开关(ZVS)和有源钳位反激式(ACF)拓扑结构。iW610可与谐振LLC转换器配合使用，该装置可在低侧或高侧配置下运行，无需外部辅助绕组。同时，可灵活配置整流器和磁性元件，用于反激式设计，并且不会在高侧配置中使用时增加成本。

本方案具有两个输出端，分别由两个同步降压PWM控制器ISL8117以及一个协议IC iW780组成。其中，ISL8117采用谷值电流调制技术，以最少的组件数量实现轻松的电源设计，并提供全面保护，防止意外事件发生。ISL8117具有可编程软启动和使能功能，且配备电源良好指示器，便于实现电源轨排序和其他内部管理要求。

iW780是一款AC/DC二次侧控制器产品，支持业内多种D+/D-快充协议，其将二次侧环路调节控制器、接口协议控制器、USB VBUS驱动器集成到单个IC中。并且此IC具有用于多种协议的内部MCU和硬件接口，允许对支持快充或D+/D-协议的移动设备(MD)进行快速充电，并自动区分不同的协议。iW780位于交流/直流电源的次级侧，允许为多级输出电压和电流配置适配器。

140W电源适配器方案

在140W的电源适配器方案中，则采用TP65H150G4LSG功率器件、PFC控制器R2A20133DSP、数字AC/DC控制器iW9801、光耦合隔离器PS2381-1、数字同步整流控制器iW610以及协议IC iW780。

系统框图

R2A20133DSP采用临界传导模式进行功率因数校正，通过零电流开关实现高效率和低开关噪声。由于零电流通过GND电流检测，因此无需ZCD辅助绕组。并且R2A20133D内置反馈回路开路检测、双模过压保护和过流保护功能，只需很少的外部元件即可构成高可靠性的电源系统。

iW9801集成瑞萨电子的专利自适应零电压开关(ZVS)技术，可为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电动工具和其他便携式产品提供超小型、轻便、低成本且易于携带的电源。该设备工作在高开关频率下，因此变压器和无源器件的体积更小，并支持带可编程电源的USB Power Delivery 3.0及其他RapidCharge协议，输出功率高达100W。

在这个快节奏的时代，移动设备的充电需求正以前所未有的速度增长。瑞萨电子敏锐地捕捉到了这一市场趋势，推出了基于USB-C接口和USB PD技术的100W/140W电源适配器方案。这不仅是对传统充电器的有力革新，更是对未来充电体验的一次深刻预见。通过这些低成本、高效率的解决方案，瑞萨电子将推动充电技术迈向更加便捷、高效的未来。

审核编辑 黄宇