STMicroelectronics和Efficient Power Conversion等几家公司宣布了为满足新的USB电源传输（PD）3.1标准而构建的新设备。USB PD自诞生以来就吸引了设计师和消费者的注意。3.1标准提供的优点可以使USB充电变得更加普遍。

 

USB PD 3.1 standard

USB PD 3.1标准提供的增加的功率可以为手持设备或电动机供电，所有这些都来自同一适配器。图片由Satechi提供

 

USB PD 3.1最吸引人的功能之一是其扩展的功率范围（EPR），这将功率传输的上限提高到了惊人的240 W。这个增加的范围现在使USB PD有机会不仅为移动设备提供更快的充电，而且为高性能或耗电设备（如计算机或电视）提供功率。

可用功率的增加需要新的创新设备来有效地控制和调节USB PD电源的输出。本文介绍了最近宣布的两种设备，它们是为实现高效USB电源而构建的，以及它们可以提供的好处。

 

ST-ONEHP首次获得USB-IF认证

我们将讨论的第一款USB PD设备是意法半导体的ST-ONEHP。ST-ONEHP被称为“世界上第一个通过USB-IF认证的符合USB PD 3.1标准的产品”，它是一款数字控制器，与一些其他组件一起，可以帮助简化高达28 V和140 W的USB PD电源的设计。

在引擎盖下，ST-ONEHP包括嵌入式Arm Cortex M0+内核、高效的高频开关拓扑结构和USB PD通信接口。这些设备预装了经过认证的USB PD固件，使设计师在鉴定其产品方面处于领先地位。

 

Typical application schematic for the ST-ONEHP

ST-ONEHP的典型应用示意图显示，在与补充设备集成后，可以实现简单高效的USB PD源。图像由STMicroelectronics提供

 

ST建议将ST-ONEHP与其MasterGaN半桥驱动器集成在一起，以获得提高热性能和开关效率的好处。在EVLONE140W参考设计中，ST报告的峰值效率为94%，高达25W/In3.体积功率密度，给人的印象是USB PD 3.1将使下一代USB电源更小、更高效。

 

EPC降压转换器利用USB PD 3.1

虽然高效的信源肯定是一项成就，但它需要高效的信宿才能看到最大的性能改进。在电源链的另一端，高效功率转换（EPC）宣布推出EPC9177，这是一款可数字控制的同步降压转换器，可以接受USB PD 3.1标准允许的增加电压，并将其转换为12 V输出，同时连续提供高达20 a（240 W）的电流。

 

The EPC9177 reference design

EPC9177参考设计利用EPC23102芯片实现降压转换，效率高达97%。高效电源转换提供的图像

 

EPC的新型USB PD接收器也利用了GaN的优势，利用GaN实现了快速高效的开关，这是高效降压转换器的两个先决条件。感兴趣的设计师可以通过参考设计对EPC9177进行评估，现在可以从Digi-Key获得。

 

USB的更多用途

USB-C在智能手机行业正在蓬勃发展。从2019年起，由于其极具吸引力的特性，使用USB-C的非苹果智能手机的比例预计将从33%增长到近100%。

据传苹果将USB-C作为iPhone 15的一部分，但苹果自己尚未证实这一点。ST和EPC的新产品可能使设计师能够快速开发和测试下一代电源。此外，随着GaN工艺变得越来越容易获得，GaN器件变得越来越小，我们可能会在短时间内看到更多的效率提高，从而实现更高的电压和更高的性能。