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PD电感全家福

2021/5/11 15:28:26 人评论

引言USB POWER DELIVERY (USB PD)是利用USB (UNIVERSAL SERIAL BUS)线缆,最大可供100W供电受电的USB供电扩充标准。过往USB最大供电功率分别为USB 2.0(2.5W)、USB 3.0(4.5W)、BC 1.2版本(7.5W),现在一跃至100W供电受电,因此笔记本电脑、平板电脑等以往无法支援的设…

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引言


USB POWER DELIVERY (USB PD)是利用USB (UNIVERSAL SERIAL BUS)线缆,最大可供100W供电受电的USB供电扩充标准。过往USB最大供电功率分别为USB 2.0(2.5W)、USB 3.0(4.5W)、BC 1.2版本(7.5W),现在一跃至100W供电受电,因此笔记本电脑、平板电脑等以往无法支援的设备也能进行供受电,可支援的设备大幅扩大。


USB PD使用USB TYPE-C®连接器,可以在以往USB资料通讯的同时进行供电,涵盖手机、相机、充电宝、平板电脑、笔记本电脑、显示器等,一条线简单搞定充电及数据传输。另外还支ALTERNATE MOTE模式,因此可以处理视频信号。使用1个USB端子就可以进行数据传输、供电受电、视频信号传输,从而可以搭建简单、便利性高的环境。

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随着电子产品性能不断升级,对瓦数需求不断升级,Power Delivery优势越发显著,更伴随主流智能手机厂商响应环保号召,取消充电器,终端用户对USB PD设备需求显著上升,并对USB PD的功率也会追求越高。



典型应用


PD将在诸多终端产品中得以应用,不同的终端产品,其电路拓扑有所不同,根据产品定义所需,选定不同的PD输出瓦数,比如需要满足18W的PD产品,或是需要满足30W的PD产品。。。或是需要满足支持100W的PD产品,需要选取的输出电压不同。根据PD的定义,18W对应5V和12V输出,30W,40W对应10V输出,60W,100W对应5V,12V,20V输出。根据输出电压的不同,结合输入的系统电压,选取对应的电源拓扑结构。

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如下图,根据不同的输入和输出,以及需要提供的功率,主流的电源拓扑分为Buck-Boost和Buck,也有少部分需要Boost构架。

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如何选择适合的功率电感器?根据不同的终端产品应用需求,考虑其EMC需要对应不同的安规等级,具体Class A标准与Class B标准有不同的EMC等级要求。其对Power IC的设定适合的开关频率是有所不同的,即Power IC所设定的Fsw。比如,车充类,应急电源类产品,其对应的Fsw通常会低于300Khz较为常见,移动电源类等产品,其对应的Fsw通常会低于1Mhz。结合Power IC拓扑结构选择适合的L和Isat;根据结构限高选择适合的尺寸;根据使用环境,选择适合的Irms等等。


为了使电路得到尽可能高的效率,功率电感器起到十分关键的作用,而电感器的损耗有几个部分组成分别有直流阻抗,以及交流阻抗,而Fsw越高交流阻抗会变得越糟糕,为了降低交流阻抗,需要选择对应低损耗的磁粉材料。


三体微为此针对性的推出针对不同频率下,磁损最为适合的功率电感。针对低频应用的对应SCCB Series,针对高频应用的对应SCCH Series。例如:

Power Delivery应用简讯(对内资料)公众号用6.png

在实际应用当中,有些终端产品非常的轻薄,市场会碰到结构限高的问题,而在大功率电路中,器件的高度问题,基本都集中在功率电感上。如果选择的功率电感,降低高度,其性能特性也会衰减,面对这个两难的问题时,我们该如何选择适合的功率电感?

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全家福合照


三体整个功率电感系列的成员还有SZCB系列,SDRH系列,SWFI系列,SWAI系列,SZFC系列,SHIP系列等,每个角色都有自己的长处,也各自在不同的领域各显神通,我们来一张三体功率电感全家福的合照吧:

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