PI与Cypress联合推出Type C+PD快充参考设计，负载端效率大于87%

　　【导读】USB Type C+PD快速充电方案最高支持100瓦功率，而且支持正反插，被业界誉为未来一统江山的快速充电方案，新一代智能手机、平板、电脑都将其视为一大卖点。本文将重点介绍PI和Cypress联手推出的Type C+PD快充方案独特卖点。

　　USB Type A和B充电现在已经一统除苹果之外的便携式电子产品，但这二种充电接口有两大致命缺陷：一是最大充电电流只能做到1.7A，而且不支持双向插入，插头尺寸也比较大；二是功率传输复杂而且受限。

　　图1：PI高级应用工程师阎金光

　　而已经成为USB-IF标准的下一代USB Type C接口不仅插头设计纤薄，而且最大充电电流支持到3A甚至5A，易于实现高达100瓦的功率传输，有能力一统未来智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机等所有便携式电子产品的充电接口。更为重要的是，Type C支持正反插，使用起来十分方便。纤薄的尺寸也更加适合体积小巧的便携式设备的设计应用。

　　知名市场研究公司IHS今年初的分析报告显示，到2019年，采用USB Type C接口的电子设备出货量将达到20亿台。PI（Power Integrations）公司高级应用工程师阎金光也表示，今年知名的智能手机供应商（如华为、小米、三星、中兴）等都将推出采用了USB Type C接口的新一代产品。

　　图2：到2019年，采用USB Type C接口的电子设备出货量将达到20亿台

　　顺应这一市场潮流，PI联合Cypress推出了一款适合智能移动设备快速充电应用的符合USB Type C+PD协议的20瓦AC-DC电源转换器参考设计。该设计（参考设计DER-533）同时采用了Cypress的EZ-PD CCG2 C型USB端口控制器与PI的InnoSwitch-CP离线式恒压/恒流反激式开关IC，该方案可使设计师实现快速、紧凑和高能效且符合各项标准的电源适配器设计。

　　阎金光说：“这一快充方案在不同输入电压、负载、温度及批量生产条件下输出均能满足优于3%的稳压精度，而且在负载端电源的平均效率高达87%，空载功耗在高压输入时可低于30mW，并支持以很低的BOM成本实现高度集成。更重要的是，这一可编程的解决方案可以快速适应在USB Type C+PD推广过程中可能出现的许多无法预料的新的设计要求或标准的更新。”

　　图3：PI与Cypress联合推出的5V3A和9V2.2A Type C+PD快充方案电路原理图

　　PI市场营销总监Shyam Dujari也表示：“USB-PD将成为下一代移动设备的功率传输载体，同时具有良好的可扩展性；它使用纤薄的、正反向可双面插入且连接稳固的连接器，可在一个统一的架构内同时实现功率和数据的传输。”

　　Cypress公司USB产品线高级总监Ganesh Subramaniam补充说：“充电器无处不在，而C型USB接口的采用会使得USB-PD广泛应用于笔记本电脑、平板电脑和手机的电源适配器。”

　　Cypress的EZ-PD CCG2 C型USB端口控制器符合最新的USB Type-C和USB-PD标准，可以使用无源电缆、有源EMCA（电子标识线缆）电缆及其它有源电缆为笔记本电脑、电源适配器、桌面显示器、充电座以及电缆适配器（加密狗）提供完整充电及数据传输解决方案。EZ-PD CCG2集成了C型收发器、终端识别电阻和系统级的ESD保护电路，因此可减少BOM元件数。

　　InnoSwitch-CP通过提供恒功率输出特性，使得电池供电的设备在任何既定输出电压条件下均可从充电器获取最大功率，从而节省充电时间并降低成本。InnoSwitch-CP IC采用PI公司创新的FluxLink技术，不仅省去光耦器，还可实现次级侧控制，从而提供快速动态响应、优异的恒压/恒流调整率和极低的空载功耗。FluxLink技术还可轻易实现安全的同步整流工作，有助于设计出极高效率的电源。

　　Dujari表示：“我们很高兴能与Cypress推出这份联合参考设计。EZ-PD控制器是当前USB规范最成熟、最全面的实现方案。此外，它们外形小巧且完全可编程，因此在这种重要的新接口技术的关键部署阶段具有很高的设计灵活性。”

　　Subramaniam补充说：“PI的InnoSwitch AC-DC转换器IC能够实现智能移动行业快速充电适配器开发人员所希望的高效率、高可靠性以及小尺寸的设计要求。”

　　DER-533参考设计实现了USB Type C+PD标准的Profile 2要求，能够通过标准3A、C型USB线缆提供5V/3A和9V/2.2A的功率传输。该参考设计可从以下网址下载：http://www.power.com/der-533/。

　　美国PI公司是高压电源转换领域半导体技术的领先创新者，该公司的产品是清洁能源生态系统的关键组成部分，广泛适用于再生能源的利用，同时保证功率从毫瓦级至兆瓦级应用中电能的有效传输和使用。有关详细信息，可以访问该公司网站www.power.com。