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日前,在MWC上海2023上意法半導體為我們帶來了各個領域的產品及應用,在眼花繚亂的展品中,這次我們重點來講講這個“小東西”——ST-ONEHP數字控制器。
對于高功率充電器和適配器我們早已不陌生,ST-ONEHP的內部集成了多顆控制芯片,包括初級的PWM控制器,次級的同步整流控制器以及USB-PD協(xié)議芯片,在其次級集成了一顆ARM Cortex M0+的芯片,因此得名數字控制器。數字控制器有哪些好處?第一,在控制上面,研發(fā)工程師在使用芯片的時候,可以通過電腦的UI直接操控這個芯片,開展一些功能。同時,對于工程師應用方面,ST-ONEHP里也集成了整個拓撲結構的算法和協(xié)議,這樣可以極大的減少研發(fā)的投入縮短研發(fā)周期從而達到快速上市。
ST-ONEHP是ST-ONE系列的一部分,是世界上第一個在單個封裝中嵌入Arm Cortex-M0+內核、具有同步整流功能的離線可編程控制器和USB PD PHY的數字控制器。這樣一個系統(tǒng)專門設計用于控制ZVS非互補有源鉗位反激式轉換器,以創(chuàng)建具有符合標準的USB-PD3.1接口的高功率密度充電器和適配器。
對于適配器來說,使用過程中無法避免出現發(fā)熱的情況,但發(fā)熱程度卻是可以通過內部電路設計來降低的。來自ST工業(yè)及電源轉換產品部的張杰先生向我們表示,散熱問題通常來自于熱損耗問題,假設當輸入功率是140W,輸出功率132W,這意味著其中有8W的損耗,而這些損耗就會轉化成熱能擴散到整個充電器的機頭殼上,換句話說整個充電器需要將這8W的熱能散出去。
我們了解到,基于ST-ONEHP的 140W USB PD3.1方案的整機效率在低壓情況下,至少可以到92%的能效,在高壓時至少可以到94%以上。正是因為有如此高的效率表現,基于ST-ONEHP的解決方案的散熱問題才得以更好的解決。
意法半導體功率分立及模擬產品部技術市場經理張杰介紹到,基于ST-ONEHP芯片的解決方案能夠相比較于傳統(tǒng)的方案有效提升2%的能效,這是因為其電路結構本身比市面上充電器的拓撲結構更高效。另外,ST-ONEHP還使用了氮化鎵的技術,這就又一次節(jié)省了傳統(tǒng)功率器件在開通關斷時的損耗。
在ST的展臺上,我們看到基于ST-ONEHP的適配器方案可以應用在手機、筆記本、電動車或者LED等通用場景。比如在工作出差時需要通常情況下是手機和電腦帶各一個充電器,除此之外男士可能還會需要帶刮胡刀,女士則會額外帶一些按摩儀。如此,同時好幾個充電器對于出行的人來說是極為不方便的,而使用基于ST-ONEHP的適配器方案則可以一器頂十器使用,在140W功率范圍內適用于大多數便攜電器。
基于ST-ONEHP的適配器方案這種極強的通用性,還能幫助減少碳排放。ST表示,如果全球所有的適配器都使用基于ST-ONEHP的解決方案,至少可以節(jié)省1%的電能損耗,相當于可以節(jié)省93TWH(太瓦時)的電能,相當于15座核電站電能的產量。
碳中和不僅是全世界的目標,同時也是ST的指標,意法半導體之前曾宣布到2027年實現碳中和,因此很多產品的設計都與低碳息息相關。我們能看到,ST不僅僅在技術和產品上不斷推陳出新,同時也在為地球環(huán)保事業(yè)不斷努力。
?ST USB供電整體方案獲USB-IF認證: 輸出功率達140w,支持多設備充電
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原文標題:集成一顆“大腦”的ST-ONEHP數字控制器
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