【应用】手机快充18W USB PD高效电源设计方案，基于94%高效率的InnoSwitch3-CP集成开关IC

时间： 2018-11-08 来源：Power Integrations

InnoSwitch3-CP INN3264C是Power Integrations推出的集成开关IC，可提供供电电压及电流的准确化微调，并且可以实现高达94%的高效性能指标。借助InnoSwitch3-CP的全新架构，该IC高度集成了初级和次级控制器、检测、符合安全标准的反馈部分，能够提供先进的保护与安全特性，在实际设计中可极大简化低压大电流电源的开发和制造，尤其是那些对紧凑空间与高效率充电要求较高的开发。

18W的USB PD电源方案，可配置输出为5 V/3A，9 V/2A，输入电压85-264 VAC，可适用于手机快充设计。该方案使用了Power Integrations的InnoSwitch3-CP INN3264C-H201集成控制器，CYPRESS (赛普拉斯)的CCG3PA CYPD3175 USB PD控制器。

图1 InnoSwitch3-CP方案实物图

图2 InnoSwitch3-CP应用原理图

图3 InnoSwitch3-CP方案完整电路图

基于InnoSwitch3-CP的电路方案特性描述：

输入EMI滤波部分。保险丝F1隔离电路提供电气保护，共模扼流圈L1与电容C1、 C8为EMI提供衰减功能。桥式整流器BR1完成整流功能，加以C2，L2和C4组成的滤波器，为系统提供全波整流，另外电感L2和电容C2、C4组成π型滤波器。

InnoSwitch3-CP初级部分。变压器初级一端连接到整流后的直流总线，另一个连接到IC（U1）内部MOSFET的漏极端子。电阻R6和R7为欠压和过压的情况提供输入检测保护。二极管D1，电阻R1和R2以及电容C3形成了低成本的RCD钳位，限制了U1内由于MOSFET关断瞬间引起的峰值漏极电压，而且有助于耗散存储在变压器T1中的能量。

InnoSwitch3-CP次级部分。次级部分提供输出电压与输出电流，检测并驱动MOSFET提供同步整流。MOSFET Q2完成次级变压器的整流，电容C10和C11提供滤波功能。通过RC缓冲器（R9与C9）降低开关瞬态期间产生的高频振铃，降低EMI辐射。Q2栅极的打开由IC内部次级侧控制器控制，由电阻R10感测的绕组电压反馈至IC的FWD引脚。IC的BPS引脚电容C13为内部电路提供去耦。

USB Type-C 与PD 接口部分。方案中，CCG3PA CYPD3175-24QXIT（U3）是USB Type-C和PD控制器。InnoSwitch3-CP的输出连接到CCG3PA的供电，并连接VBUS输入引脚。电阻R13和R11构成反馈分压网络，用以检测InnoSwitch3-CP的输出。 CCG3PA可以直接改变FB的引脚电流，可以实现改变输出电压和CC阈值功能。

图4 InnoSwitch3-CP负载与效率曲线图

图5 InnoSwitch3-CP负载与效率百分比统计图

InnoSwitch3-CP方案概要与特点：

· 业界首款集成隔离、安全保护、反馈的AC / DC IC；

· 集成USB PD 控制器CCG3PA - CYPD3175；

· 具备初级整流简化性次级控制优异性；

· 符合DOE6 与 CoC V5 2016；

· 无负载功耗小于30 mW；

· 集成热保护、欠压、过压保护。

InnoSwitch3-CP方案应用：

· 手机USB快充。

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全部评论（18）

加一 Lv7. 资深专家 2018-11-21

学习了
梅西 Lv6. 高级专家 2018-11-21

学习
linson Lv3. 高级工程师 2018-11-20

华为5V/4A啦
用户86910647 Lv5. 技术专家 2018-11-19

不错
吊个天 Lv7. 资深专家 2018-11-19

这消费品，生产下来成本不低哦

大新 Lv7. 资深专家 2018-11-19

一款高度集成化芯片，收藏了
用户64425216 Lv5. 技术专家 2018-11-19

学习
本尼 Lv7. 资深专家 2018-11-17

好东西，学习了。
magic117 Lv6. 高级专家 2018-11-16

不错
Jimi Lv7. 资深专家 2018-11-15

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2023/10/27 - 应能微 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

【选型】伊凡微电子（YFW）DC-DC/LDO/AC-DC/同步整流/QC3.0/USB识别IC选型指南

目录- DC-DC AC-DC LDO 同步整流IC QC3.0快充和USB识别IC

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伊凡微 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

AP7515 75V耐压开关电源辅助供电控制器

描述- AP7515是一款专为PWM芯片设计的宽电压范围辅助供电控制器，适用于QC2.0/3.0/4.0快充系统和USB Type-C PD电源系统。该产品具备75V的最高输入工作电压，内置反向隔离功能和自动限制最高输出电压的功能，旨在优化PCB设计和提高系统稳定性。

型号- AP7515

2017/5/6 - 矽力科技 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

富满电子上线百余种IC产品，保障消费领域的AC-DC、同步整流、PD协议、USB识别/限流、USB快充产品供货

富满电子在集成电路领域拥有自主知识产权近百项专利技术、集成电路布图设计、软件著作权的登记。拥有电源管理、USB PD控制器、中小功率AC-DC等芯片设计。

2020-11-03 - 行业资讯代理服务技术支持采购服务

CX7601高性能开关电源次级同步整流控制IC

描述- CX7601是一款高性能开关电源次级同步整流控制IC，适用于低压大电流开关电源应用，支持6级能效。该芯片具有低导通压降、高集成度等特点，支持多种开关电源模式和高达150kHz的开关频率，适用于PD快充、USB充电器等领域。

型号- CX7601

2022/6/23 - 诚芯微 - 数据手册 - V1.0 代理服务技术支持采购服务

【产品】低功耗离线式开关IC SC1117DG，265 VAC输入时无偏置绕组的空载功耗＜300 mW

Power Integrations推出的低功耗离线式开关IC SC1117DG在单片IC上集成了725 V功率MOSFET，振荡器，简单的ON / OFF控制方案，高压开关电流源，频率抖动，逐周期电流限制和热关断电路。启动和工作功率直接来自漏极引脚，无需偏置绕组和相关电路。

2019-09-05 - 新产品

【选型】900V集成式开关电源芯片，适用于380V工业用开关电源

PI的开关电源芯片INN2904K，该芯片是InnoSwitch™系列IC中的一款用于高压应用的集成式开关电源芯片。集成了反激式控制器、900 V MOSFET、次级侧检测和同步整流驱动器，带HIPOT隔离保护的FluxLink™集成反馈链路，优异的恒压(CV)精度，不受变压器设计或外围元件的影响。

2018-04-26 - 器件选型

AC/ DC 电源管理 IC 适用于AC/DC电源管理的创新型高性能IC解决方案

描述- 本资料主要介绍了Renesas公司在AC/DC电源管理领域的创新解决方案，包括数字和模拟AC/DC转换器、RapidCharge™转换器、SSL LED驱动器等。资料详细阐述了各类产品的功能特性、技术优势和应用场景，并提供了仿真模型和解决方案指南，以帮助设计师优化设计和提高效率。

型号- IW1770,RAA22301X,IW3631,IW3671,IW248,IW1819,IW1818,IW760,IW657P,ZVS,IW1816,IW3638,IW3636,IW3637,IW3677,IW1699B,IW1760B,IW350,IW1709,IW673,IW1825,IW873,IW1707,IW9860,IW676,IW9862,IW1822,IW3605,IW1700,IW9861,IW1821,RAA223021,IW1702,IW3689,RAA223182,IW3602,RAA223181,IW1820,IW3688,IW1791,IW709,IW1790,RAA223012,IW388,IW662,IW9871,IW9870,RAA223011,IW3616,IW1799,IW9872,TL431,RAA223010,IW3617,IW3614,IW2206,IW3658,IW1796,IW1830,IW1797,IW380-40,IW9806,RAA22302X,IW3662,IW339,RAA223883,IW338,RAA223882,IW337,IW9809,RAA223881,IW330,IW380,IW3827,IW3629,IW610,IW1602,IW611,IW3627,IW3625,IW3989,IW3626,IW3700,IW3701,IW9802,IW9801

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2015年5月 - PI - 数据手册 - Rev. F