基于ST VIPERGAN50的20V/2.25A 小体积之PD快充方案

 

过往产品的充电装置多由各家厂牌使用各自的接口，导致装置汰换时将造成许多浪费。由于USB的普及，市面大部分的产品都透过此接口传输数据，进而促使人们欲提升USB供电能力的想法。过去即使透过USB Battery Charging 1.2(BC1.2) 方式最多也只能提供7.5W (5V 1.5A)，则电子产品需要较长的时间来充电。

 

USB-IF (USB Implementers Forum) 于2012年发表第一版USB Power Delivery规范 (USB Power Delivery Specification Revision 1.0, Version 1.0)，其规格使供电能力大幅提升到最高100W (20V 5A)。随着更多功能的加入，规范不断更新，现已来到USB Power Delivery Specification Revision 3.0 (后续以PD及PD Spec简称)。

 

随着OPPO的“充电两分钟，通话两小时”，对于传统5V/2A充电时间久，不利于中途补电。PD电源出现，使得新一轮手机的充电模式悄然发生改变，随后各大厂商揭竿而起，在手机的充电器上不断革新。同时因传统SI MOS的发热与频率问题，新材料GAN获得各大MOS制造商的青睐。GAN以高频，散热好等优势，将充电器的体积进一步缩小，加上PD3.0的加持，一片欣欣向荣的快充繁荣景象。

 

本文是基于ST的VIPERGAN工艺，推出的50W GAN 快充，使用ST的PD协议芯片 STUSB4761，SRK1001等关键零件。从而时间充电器体积小，功率密度高，效率部分可以满足COC Tier 2，温升部分也是有足够余量。

 

 

►展示板照片

 

►方案方块图

 

►核心技术优势

1.VIPerGAN50是反激IC与GAN MOS的集成，可以实现240KHz的功率频率，以及小封装QFN 5*6

2.STUSB4761是PD协议芯片集成CC/CV环，封装QFN16（3*3mm),与别家相比，节省很多PCB空间且外围零件简单

3.效率可以满足DOE VI以及欧盟最新的COC Tier 2

4.ViperGAN50具有输入输出OVP，OTP

5.ViperGAN50具有抖频功能，更好地实现EMI满足法规要求

6.ViperGAN50 具备Vally侦测与lock功能，降低开关损耗，提高效率

 

►方案规格

input Voltage:90-264Vac@47-63Hz

Output:5V/9V/12V/15V@3A--20V@2.25A