USBを扱うIC

STマイクロエレクトロニクスは、USB-PD出力を備えたGaNベースの電源アダプタ向けに、単一パッケージにUSB-PD 3.1インターフェイスを備えたアクティブ・クランプ・フライバック・コントローラを発表しました。これには、データ・リンクを介した一次側と二次側間のガルバニック絶縁が含まれます。

ST-OneMPと呼ばれるこの製品は、一次側で同社のGaNハーフブリッジ・プラス・ドライバ・コンボICの1つと連携して動作するように設計されており、ハイサイドとローサイドのPWM接続とチップ・イネーブルを介して通信します。 二次側の起動電力は、フィルタリングされたライブ入力とニュートラル入力から一対のダイオードを介して直接供給される必要があります (これについては後ほど説明します – 図には示されていません)右)、後に変圧器の補助巻線からの給電に置き換えられます。

二次側は、ダイ上のほとんどアクセスできない Arm Cortex-M0+ マイクロコントローラによって制御されます。このマイクロコントローラは、二次側同期整流器 MOSFET を駆動し、メイン USB-PD 出力ポートの電圧ネゴシエーションをサポートし、PD 出力を制御しますが、オプションの 2 番目の出力。

64kバイトのフラッシュは、意図されたアプリケーションに合わせて工場出荷時にプログラムされています。 同社によれば、USB-PD 3.1 PPS認定ファームウェアがプリロードされており、「標準アプリケーション向けのターンキーソリューションを可能にする」という。 同期整流器とフライバックコンバータは、ゼロ電圧スイッチングの非相補アクティブクランプ動作用に制御されており、「従来の擬似共振フライバックよりも高い効率で大電力が可能になる」という。

すべての USB-PD 機能がサポートされているわけではありません。定常 PPS 電力、USB D+/D- (または SSTx± SSRx±) 経由の通信、高速ロール スワップなどは省略されています。

部外者がアクセスできるコントローラの唯一の部分は、電力変換の詳細を調整し、アプリケーション機能を設定し、プロトコルを選択し、2 つの出力ポートの処理方法を選択するフラッシュです。

一次側がシステムブリッジ整流器の前にダイオードを介して初期電力を取得する必要がある理由は、IC が入力 X コンデンサに必要な安全放電も提供し、放電の兆候として入力の DC をテストするためです。を開始し（したがって、IC は DC 電源から起動できません）、電圧がしきい値を下回るまで放電するか、AC が再び検出される必要があります。

パッケージングは​​SSOP36です。

関連する評価キット EvlOneMP があります (左 )、この IC と MasterGaN4 600V パワーステージを組み合わせて、65W (USB Type-C PD) + 10W (USB Type-A) AC-DC アダプターを作成します。 入力は 90 ～ 265Vac、47 ～ 63Hz です。

このモジュールのサイズは 58x36x20mm で、全負荷時に 93% 以上の効率を達成できます。 USB-A ポートがロードされていない場合、プライマリ ポートは 5、9、12、15、または 20V 出力をすべて 3.25A、または 3.3 ～ 16V で最大同じ電流 (20mV および 50mA ステップの「PPS」モード) でサポートします。または3.3～21V。

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