集成一颗“大脑”的ST-ONEHP数字控制器

意法半导体中国 2023-07-20 603

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✦ 文章来源：电子产品世界

日前，在MWC上海2023上意法半导体为我们带来了各个领域的产品及应用，在眼花缭乱的展品中，这次我们重点来讲讲这个“小东西”——ST-ONEHP数字控制器。

数字控制器有哪些好处？

对于高功率充电器和适配器我们早已不陌生，ST-ONEHP的内部集成了多颗控制芯片，包括初级的PWM控制器，次级的同步整流控制器以及USB-PD协议芯片，在其次级集成了一颗ARM Cortex M0+的芯片，因此得名数字控制器。数字控制器有哪些好处？第一，在控制上面，研发工程师在使用芯片的时候，可以通过电脑的UI直接操控这个芯片，开展一些功能。同时，对于工程师应用方面，ST-ONEHP里也集成了整个拓扑结构的算法和协议，这样可以极大的减少研发的投入缩短研发周期从而达到快速上市。

ST-ONEHP是ST-ONE系列的一部分，是世界上第一个在单个封装中嵌入Arm Cortex-M0+内核、具有同步整流功能的离线可编程控制器和USB PD PHY的数字控制器。这样一个系统专门设计用于控制ZVS非互补有源钳位反激式转换器，以创建具有符合标准的USB-PD3.1接口的高功率密度充电器和适配器。

高功率密度同时也是高能效

对于适配器来说，使用过程中无法避免出现发热的情况，但发热程度却是可以通过内部电路设计来降低的。来自ST工业及电源转换产品部的张杰先生向我们表示，散热问题通常来自于热损耗问题，假设当输入功率是140W，输出功率132W，这意味着其中有8W的损耗，而这些损耗就会转化成热能扩散到整个充电器的机头壳上，换句话说整个充电器需要将这8W的热能散出去。

我们了解到，基于ST-ONEHP的 140W USB PD3.1方案的整机效率在低压情况下，至少可以到92%的能效，在高压时至少可以到94%以上。正是因为有如此高的效率表现，基于ST-ONEHP的解决方案的散热问题才得以更好的解决。

意法半导体功率分立及模拟产品部技术市场经理张杰介绍到，基于ST-ONEHP芯片的解决方案能够相比较于传统的方案有效提升2%的能效，这是因为其电路结构本身比市面上充电器的拓扑结构更高效。另外，ST-ONEHP还使用了氮化镓的技术，这就又一次节省了传统功率器件在开通关断时的损耗。

更便携还能更通用

在ST的展台上，我们看到基于ST-ONEHP的适配器方案可以应用在手机、笔记本、电动车或者LED等通用场景。比如在工作出差时需要通常情况下是手机和电脑带各一个充电器，除此之外男士可能还会需要带刮胡刀，女士则会额外带一些按摩仪。如此，同时好几个充电器对于出行的人来说是极为不方便的，而使用基于ST-ONEHP的适配器方案则可以一器顶十器使用，在140W功率范围内适用于大多数便携电器。

基于ST-ONEHP的适配器方案这种极强的通用性，还能帮助减少碳排放。ST表示，如果全球所有的适配器都使用基于ST-ONEHP的解决方案，至少可以节省1%的电能损耗，相当于可以节省93TWH（太瓦时）的电能，相当于15座核电站电能的产量。

碳中和不仅是全世界的目标，同时也是ST的指标，意法半导体之前曾宣布到2027年实现碳中和，因此很多产品的设计都与低碳息息相关。我们能看到，ST不仅仅在技术和产品上不断推陈出新，同时也在为地球环保事业不断努力。

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