AC－DC技术如何满足USB－PD的发展趋势

日前，安森美(onsemi)宣布推出一系列针对USB-PD的AC-DC控制器和驱动器，能显著减少高能效AC-DC电源的物料单(BOM)含量，尤其是在100 W 以上的负载范围。

EEWORLD采访了安森美先进方案部产品营销经理黎志远，在对话过程中，黎志远以安森美的产品为例，详细解读了AC-DC充电器的技术发展趋势与要求。以下是对话详情。

▲安森美先进方案部产品营销经理黎志远

1 安森美如何看待充电器的发展？这一看似不起眼的市场对全球脱碳化的意义有多大？

黎志远：随着智能手机的发展, 充电器的输出功率越来越大，从十几年前的5 W -10 W充电器，发展到今天的超级快充/快充/USB PD充电器输出功率到100 W以上。在中国每个人几乎都有多于一台的手机，因此充电器的能效也对碳减排有着相当重要的影响。安森美的充电器方案一直致力于推动高能效小型化设计。例如：我司的100 W充电器方案运用了新一代的6 引脚功率因数校正(PFC)控制器 - NCP1623，具备有boost follower功能，在115 VAC 输入电压下，比其他传统PFC方案能效增加约2%，大大减少充电器的功耗。

100 W充电器方案采用NCP1345和NCP1623

2 能否简要介绍下安森美在充电器市场的历史和里程碑事件。

黎志远：这几年间大功率的USB PD旅行适配器和超级快充手机充电器发展非常迅速。由过去的18 W QC 2.0快速发展到今天65 W甚至100 W以上的USB PD Type C和超级快充。

而安森美一直致力在高效率高功率密度的电源方案不断发展，亦看准这市场机遇，早在多年前已开发业界第一款开关频率能达到 300 k或以上的准谐振反激控制器NCP1340，随后继续开发了能提升轻载能效的NCP1342，今年年初更推出了针对USB PD适配器设计，而简化了外围元件的新一代NCP1345，国内外不少知名的手机厂商的65 W，80 W 和100 W以上的超级快充充电器和知名品牌的多口USB PD旅行适配器都采用了我司的NCP134x系列。  

3 安森美的业务重心是工业和汽车，那么对于消费类电源市场而言，安森美的支持力度如何？

黎志远：在消费类电源市场，就例如我以上提到的高能效高密度USB PD旅行适配器和超级快充手机充电器，安森美除了不断开发针对该市场的PFC控制器、准谐振反激、有源钳位反激及同步整流控制器，还建立了一系列按照实际市场应用设计的评估板给客户参考，如65 W Type-C PD3.0/PPS充电器方案评估板、100 W Type-C PD3.0/PPS充电器方案评估板等。

65 W高频QR USB PD适配器和快充方案

4 和工业、汽车与云基础设施相比，充电器市场AC/DC的需求与技术发展有哪些差异化？安森美产品在充电器市场的卖点是什么？

黎志远：相比起其他应用的电源，手机充电器和USB PD适配器需要更小型化更便携，一个65 W甚至100 W以上的超级快充充电器USB PD适配器，最好跟从前的5 W/10 W的大小一样，甚至更少，所以挑战就是如何能再大大提升功率密度，MOSFET等功率器件和变压器、电容等器件需要体积更小，但同时损耗和温升也下降。

除此以外也要满足CoC V5 tier2及DoE等Energy Compliance的空载待机功耗，轻载能效及平均能效要求，在充电器或USB PD适配器应用，不是单一输出工作点，而是从3.3 V 到20 V整个输出范围，所以一个外型小小的充电器内里实在对开发人员的技术要求十分高。

而安森美的AC-DC控制器产品及方案，正是针对高能效高功率密度的路线不断持续开发发展，之前提及的NCP134x准谐振反激控制器，开关频率可达至300 khz以上，使开关电源的变压器和电容缩小，同时在不同PD输出都可以满足Coc V5 Tier 2和DoE的空载待机功耗，轻载能效及平均能效要求。

安森美的LLC控制器方案NCP1399x，开关频率也达到300 Khz，适用于150 W以上的高功率密度游戏笔记本和USB PD多口旅行适配器设计。而刚刚上市的图腾柱(Totem Pole)PFC控制器NCP1680，帮助开发人员解决在150 W以上的高密度充电器或旅行适配器上的整流桥功耗和散热问题，大大提升AC-DC电源的能效，使方案更小型化。

5 安森美认为未来充电器市场发展趋势有哪些？

黎志远：随着新发布的USD PD 3.1(EPR)，USD PD输出可以提升到48 V/5 A，功率到240 W意味着USD PD的AC-DC适配器的应用范围更广。不仅是手机超级快充，游戏笔记本，甚至可用于智能显示屏到电动工具等。不同类型的便携设备都有机会用USB PD 3.1适配器。由于USB PD 3.1的可允许功率更高，输出电压更广，功率率密度更高，设计也面临更大挑战，安森美的应用工程师团队，针对这应用，在进行相关参考设计，会于不久将来发布。

文章来源：电子工程世界