通嘉PD快充适配器高效能及小型化之氮化镓集成方案

前言

随着消费者对便携性和高效充电的需求增加，手机厂商和充电器品牌纷纷推出小型化PD快充产品，以满足市场需求。小型化PD快充不仅适用于手机充电，还可广泛应用于其他电子设备，如笔记本电脑、平板电脑等，为用户提供更加便捷的充电体验。而PD快充小型化得益于技术创新，如采用集成合封氮化镓（GAN）技术，提高能量转换率，高集成合封度IC减少外围元器件数量(约8颗组件)，从而实现小巧体积与提高系统可靠性。PpFednc

通嘉PD快充解决方案

通嘉科技推出新一代高效率、高整合型PD Total Solution解决方案之LD968/9x+LD8528D+LD6935A333, 产品覆盖 45W 到 65W 功率等级范围，高集成度加高性能让IC在操作上可满足PD输出电压变化应用，同时也大幅度提高功率密度来符合市场小型化需求，下文将详细介绍这三颗IC特色。PpFednc

主控LD968/9x 采用混合模式(CCM+QR) 工作且内置E-Mode或D-Mode GaN，低压重载时可以操作于连续(CCM)模式(65/ 85/ 100KHz)提高带载能力，准谐振模式(QR)工作频率最大到达227KHz，以及外部可调整式过温度保护机制(External OTP), 并符合单层、双层PCB加工工艺。IC在不同输入电压、输出电压以及输出功率的情况下，自适应切换最佳频率操作模式，以提高系统工作效率。无论是对于美国能源局所订定的规范(US DOE Level VI)或是欧盟发布的法规(EU CoC Tier-2)，都可以符合新能源法规。PpFednc

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图1 LD968/9x典型应用及封装说明PpFednc

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LD968/9x详细功能说明：PpFednc

• 内置650V E-Mode GaN FET (Rds_on:165mΩ及365mΩ) 或D-Mode GaN FET(Rds_ON 230mΩ Typ.)
• 自带高压（耐压700V）启动电路
• 采用混合模式控制（CCM+QR）操作
• HV引脚有内置X电容泄放功能
• HV引脚有内置BNI(开机)/BNO（欠压）保护
• OCP/OPP/VCC OVP/FB OVP保护
• 可调CS_OTP过温保护
• CCM 工作频率65KHz or 100KHz 而QR最大工作频率227KHz
• VCC引脚额定电压可达83V
• 采用CCO技术提高OCP精确度±8%（图2专利）
• 内置PWM/QRD/CS抖频技术优化传导EMI
• 自适应式智能化降频曲线for PD应用（图3专利）

当PD改变输出电压时，一次侧辅助绕组电压也会跟随变化，芯片 FB引脚可通过侦测绕组电压不同自动改变降频曲线让在不同输出电压时都工作在最佳频率点，使PD有效提高了每一个电压点效率如图3降频曲线说明.PpFednc

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LD8528D是通嘉新一代次级侧同步整流驱动器IC。它适用于CCM、DCM和QR模式下的反激式低压侧和高压侧同步整流。PpFednc

LD8528D详细功能说明：PpFednc

• 适用于CCM、DCM和QR（谷锁）模式下的低压侧和高压侧反激同步整流
• 适用于PD应用，输出电压范围为3V至21V
• 内含自供电功能(无需辅助绕组)，可运行于低输出电压或者高压侧设计
• 可适用于具有峰值功率的初级侧
• 可编程关断等级
• 快速关断总延迟时间~30ns
• 驱动和下拉电流能力达1A/-3A

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图4.反激低压侧同步整流典型应用PpFednc

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图5.反激高压侧同步整流典型应用PpFednc

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LD6935A333是次级侧的USB电源传输（USB PD）Type-C控制器，专为USB Type-C电源传输应用而设计，如电源适配器、钳式充电器、车载充电器、移动电源等。嵌入式8位MCU用于处理PD协议、策略引擎和设备管理器，内置双相标记编码（BMC）用于USB PD通信。LD6935A333具有增强的电气特性。11位ADC可以提供更高精度的保护。集成模拟线补提优化了线性补偿特性。除了增强了电气特性外，LD6935A333还集成了VBUS N-MOS(30V/7mohm)，以最大限度地减少外部组件。LD6935A333优化的BMC PD通信系统，简化了外围接口电路。LD6935A333采用WSOP-8封装，较小的8引脚封装将具有更高的功率密度。它在PD应用中具有体积小、BOM成本低的优点。PpFednc

LD6935A333功能特性说明：PpFednc

• 支持PD2.0/3.0，符合USB PD Type-C标准
• 可编程Type-C
• 集成VCONN电源读取E-Marked IC
• 高度集成（内置VBUS N-MOSFET、可编程恒压控制、低压侧电流感测放大器）
• 嵌入式MCU（具有16kbyte OTP和256+256bytes）SRAM
• 11位ADC，使输出电压和电流侦测更精密
• 11位DAC，使输出电压精度控制更精准
• 内置输出电容快速放电线路
• 工作电压范围宽：4V~24V
• 支持待机省电模式
• 可编程过电压保护（OVP）、欠压保护（UVP）、过电流保护（OCP）、短路保护（SCP）
• 过温保护（OTP）

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图6.LD6935A333典型应用PpFednc

通嘉PD 65W Demo Board设计范例

AC-DC PWM: LD968LAAIN +SR:LD8528D+PD协议:LD6935A333PpFednc

PCB Size: 84.5 mm ( L ) x 43.6 mm ( W ) x 24mm ( H )PpFednc

Power Density: 12 W/inch^3PpFednc

输出功率:5V/3A, 9/3A,12V/5A, 15V/4.33A, 20V/3.25APpFednc