得益于氮化镓（GaN）等新型半导体技术，快速充电器的功率密度、效率和紧凑性显著提高。标准充电器为连接的设备提供大约5瓦的功率，而现代快速充电器可以提供高达100瓦的功率。考虑到这一点，市场上的许多主要旗舰手机都提供快速充电，为智能手机提供高功率快速充电。

对具有更好显示屏和5G功能的更强大智能手机的持续需求，产生了对下一代交流适配器的需求，以快速为更大的锂离子电池充电。此外，消费者需要更多的电源，但不需要笨重的适配器。因此，充电器制造商正试图制造速度更快、功率密度更高、外形更小、重量轻的充电器。

快速充电器通常由高效DC-DC降压转换器和管理发送到设备的功率的功率输送（PD）控制器组成。

 

Silanna Semiconductor's latest power IC.

Silanna Semiconductor最新的功率IC。图片[修改]由Silanna Semiconductor提供

 

为了应对快速充电器设计的挑战，Silanna Semiconductor宣布了一款新的功率IC SZPL3002A，它将高效同步降压转换器和先进的功率输送控制器结合在一个只有5毫米x 5毫米的QFN封装中。该新IC声称可以显著减少实现最多4个端口的65瓦充电器所需的组件。

在本文中，我们将了解PD控制器在快速充电方面的重要性，然后进一步了解Silanna的功率IC。

 

PD控制器的重要性

在考虑便携式设备时，USB电缆的高功率能力对于电池更快充电至关重要。如果我们通过USB type-C电缆提供15W的功率，电池将无法获得15W，因为功率将通过电缆和连接器的电阻耗散（约300毫欧姆）。结果，在这些不期望的电阻上也将存在电压降。

 

An example USB PD block diagram ecosystem.

一个示例USB PD框图生态系统。图像由STMicroelectronics提供

 

在这种情况下，损失似乎可以忽略不计。然而，考虑一个由15W 5V USB电源充电的电池，该电源处于提供4.4V的恒压阶段。这里，电阻两端允许最大0.6V的电压降，这意味着只有8.8W的可传输功率。

为了让设计者克服这些限制，使用USB PD控制器将电源的输出电压和功率分别提高到20V和100W。PD控制器还允许通过相应地调整输出来为2.5瓦或更低功率的手机充电。

 

Silanna的集成充电解决方案

Silanna的新集成解决方案是围绕宽电压范围、高频负载点DC-DC转换器构建的，其工作效率约为98%。它规定在无负载时提供极低的功耗，并形成临时反馈路径，以允许良好控制的启动操作，直到USB PD控制器自身偏置并接管输出电压控制。

该转换器集成了分别为41毫欧姆和38毫欧姆的低电阻上FET（场效应晶体管）和下FET。此外，它具有667 kHz至2 MHz的可选开关频率和3.3 V至21 V的宽输出电压范围。此外，它还具有过电流保护、过电压保护和用于通信的I2C总线等安全功能。

 

一种单芯片解决方案，将电源ASIC、数字ASIC、微控制器、低Rds（on）上下FET和OTP存储器全部集成在一个封装中。图片由Silanna提供

 

此USB PD控制器提供USB PD V 3.0 Type C接口和QC 2.0/3.0/4.0/5.0对Type A/C连接的支持，它可以智能地适应2、3或4个端口并共享电源。它的功率再平衡功能在以前连接的端口上分配未使用的功率，而另一个称为功率节流的功能在达到温度阈值时降低电流。

PD控制器集成了五种功率配置文件。它提供了一个完全可编程的功率配置文件和四个预编程设置，设计师可以通过外部电阻器值进行选择。此功能有助于原始设备制造商将此强大的解决方案用于其目标充电应用。

端口控制器还配有Silanna的CO2智能电源功能，可提供高效率和节省面积。对于端口控制器来说，这一特点意味着它在使用低成本组件的同时，表现出了高功率密度，具有优异的低线路（90 V AC）和高线路（230 V AC）效率。CO中的产品2.智能电源还可以减少备用电源的消耗，从而减少有害CO的产生2.排放。