基於ST ST-ONEHP 的140W USB-PD3.1快充方案

  ST-ONEHP是ST-ONE系列的第三款控制器,該轉換器採用ACF架構,可確保在高功率輸出和高頻下表現出色的能效。晶片橫跨初級&次級,次級側整合了同步整流和USB PD功能,節省物料成本及PCB面積。

  ST-ONEHP內置的Arm® Cortex®-M0+ MCU,負責整體控制。該MCU預裝經過認證的USB PD軟體,進一步簡化最終產品取得USB logo資質的申請程序。該MCU搭載64KB Flash,可以儲存客制化的功率轉換代碼。 

  ST-ONEHP十分適合與MasterGaN 配合使用,MasterGaN 封裝僅僅9mm x 9mm,內置兩個GaN MOS+高壓驅動,相較於傳統Si MOS,具有優越的熱性能和開關效率等優勢。 MasterGaN能與ST-ONE轉換器互補優勢,並有助於最大限度地提升性能和開關頻率,

 

  ST 開發出 SEVLONE140W充電器參考設計, 該充電器功率密度達25W/in3,峰值效能超過94%。PCB尺寸為55mm*85mm*23.5mm 。



  原廠相關資料鏈接:EVLONE140W - 140W USB-PD 3.1 EPR certified reference design based on ST-ONEHP and MASTERGAN1 - STMicroelectronics

 

  ST-ONEHP 控制簡化框圖如下,可以看出,該IC橫跨初次級,外圍原件很好,集成度高,內置多種保護。




   內置的MCU 描述框圖如下,功能齊全,用戶也可自行燒錄代碼。



 

  常見ACF 控制方法比較,ST的控制方式,可以更簡潔的設計高頻開關電源。



注釋:相關文檔和技術參數來源於ST,可參考ST官網:ST-ONEHP - Fully integrated controller for USB-PD 3.1 Extended Power Range (EPR) chargers - STMicroelectronics

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

• 具有同步整流的新型非互補ACF,內置USB-PD 3.1 EPR協議 • 較少的外圍器件,集成32位 Cortex M0+ core ;64kB Flash實現數字控制 • 最大輸出功率140W;最高效率>94%•  • 高功率密度>25W/inch³ • 內置高壓啟動、X-CAP自放電線路和負載開關功能,各種安全保護線路; •具有強化電流隔離的集成單片

►方案規格

• 輸入電壓範圍: 90-264 VAC/47-63Hz • PCB尺寸:85x55x23.5 mm, (L x W x H) • 輸出:SPR: 5 V @ 3.75 A, 9 V @ 3.75 A, 15 V @ 3.75 A, 20 V @ 5 A • EPR: 28 V @ 5 A • AVS: 15 V÷28 V @ 5 A with 100 mV step • USB-PD 3.1 EPR certified

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