通嘉科技(Leadtrend Tech. Corp.)推出新一代高效节能Quasi-Resonant (QR)模式及混合型Quasi-Resonant (QR) 与Continue Conduction Mode (CCM)模式应用于PD 方案之Flyback架构,LD5766E/E1,LD5555/6,LD966L专门驱动氮化镓功率元件并适用于适配器电源，侦测输出电压的变化进行IC内部参数调整包含降频曲线,OCP, OTP，让IC操作上可满足PD输出电压变化应用。
控制器有三大新技术，让系统成本与设计达到最优化，第一高精准过电流保护机制使适配器可符合LPS (Limited Power Source)规格，并在量产上有±10%误差表现(不受电感量产误差影响);第二传导EMI优化技术，透过抖频补偿技术优化传导400kHZ-800kHZ的频段；第三依据输出电压的变化对应最佳切换频率使电源效率最优化。
LD5766E/E1(SOP-8)采用高频搭配Quasi-Resonant (QR) 模式,达到小型化及高效率。IC在不同输入电压、输出电压以及输出功率的情况下，自动切换最佳频率操作模式，当输入高压时降低QR最高频率及切换损失获取更高的效率。
LD5555/6(SOT-26)采用混合型操作Quasi-Resonant (QR) 与Continue Conduction Mode (CCM)模式。兼容系统有Peak Load条件下升频技术，优化变压器与电解电容之成本，轻载让适配器操作于较低的切换频率且重载条件下操作于CCM满足输出能量需求。极轻载条件不同输出电压下进行突冲模式(Burst Mode)位准调整使适配器更加节能，无论是在美国能源局所订定的规范(US DOE Level VI)或是欧盟发布的法规(EU CoC Tier-2)，都可以符合最严峻的新能源法规。控制器供电电压VCC Pin耐电压高达83V，在PD应用输出高电压时，辅助绕组电压经过整流后直接供给VCC Pin即可，不需额外增加Low Dropout Regulator(LDO)线路，可有效节省零件成本。
通嘉PD控制器对应氮化镓(GaN)方案如表1:
LD5766E:驱动电压11.5V驱动D-Mode GaN MOS
LD5766E1:驱动电压5.8V驱动E-Mode GaN MOS 可节省驱动降压电路(约七颗组件)
LD5555/6驱动电压5.8V驱动E-Mode GaN MOS ,SOT-26包装可减少PCB空间, 搭配三款控制模式包含QR 200 kHZ, QR+CCM(80kHZ), QR+CCM(130 kHZ /65 kHZ),研发人员可依据变压器选型选用合适操作模式及频率
LD966L:集成GaN MOS (650V/0.165ohm)节省电路组件数及产品小型化设计
表1通嘉PD控制器对应氮化镓(Gan)方案
图1: AC-DC PWM:LD5766E/E1+SR PWM:LD8528+PD:LD6612
图2 : AC-DC PWM:LD5555/6+ SR PWM:LD8528+PD:LD6612
图3 : AC-DC GaN MOS Combo :LD966L+ SR PWM:LD8528+PD:LD6612
Flyback 内含多条降频曲线:优化各组输出电压效率, 输出纹波及PD3.0 PPS应用
VCC Pin最大电压=83V : Vcc电路精简PD应用可节省Vcc LDO 组件(约四颗组件)
LD5766E/E1,LD966L QR搭配最高频率227kHZ模式: 高效率及电源小型化设计
LD5555/6 QR及 QR+CCM两款控制模式:增加研发人员设计灵活度
Constant current operation (CCO)技术(Patenting): OCP 量产误差量由+/-20%缩减到+/-10%提高OCP量产精度,OCP设计与电感的误差量无关并符合LPS (Limited power supply) SPEC
传导优化:LD5766E/E1,LD966L导通时间抖频(Ton Jitter)补偿技术及LD5555/6 Current mode抖频(Cs Jitter)补偿技术,优化系统于QR操作时LC谐振造成传导400k-800k的频段。
6. LD5555/6 Half AI EFF Tracing(Patenting): 透过CS Pin RC Filter中Rocp阻值调整，依据不同Rocp设计可调整IC降频曲线设置，使系统操作在最佳频率操作提升整体效率。
LD5766E/E1电路功能说明如图4及IC Pin脚功能应用说明如表2
LD5555/6电路功能说明如图5及IC Pin脚功能应用说明如表3
表2 LD5766E/E1 Pin脚功能应用说明
表3 LD5555/6 Pin脚功能应用说明
LD5766E/E1 FB Pin电路如图6及波形如图7, FB Pin侦测参考线圈电压并藉由电阻R1及R2进行分压,设计准则如下
输出电压对应VFB电压公式
FB 考虑FB OVP=4.2V及FBUVP=0.5V设计对应各输出电压范围如下表
LD5766E/E1新型专利, 可依据不同输出电压对应VFB内部设定不同的降频曲线对应最佳频率点,降频曲线如图8说明如下
输出5V时VFB=1V 输入低压时QR 最高频率104kHZ, 输入高压时QR 最高频率91kHZ
输出20V时VFB=4V 输入低压时QR 最高频率227kHZ, 输入高压时QR 最高频率186 kHZ
输入高压降低QR最高频率并减少切换损失提升效能
OVP动作说明: 当二次侧回授电路失效使输出电压上升造成过压时,同时辅助线圈电压上升对应FB Pin平台电压上升超过4.2V且维持8个周期时IC进入保护模式如图9说明。
UVP动作说明: 当输出短路输出电压下降同时辅助线圈电压下降及FB Pin平台电压下降低于0.5V且COMP Pin电压高于1.65V时,IC进入降频机制将频率下降到20kHZ并减少初级MOS Vds Spike如图10说明。
Over Power Protection(OPP)应用: 当输出功率增加或输出短路时使Vcomp大于3.2V维持40mS(OPP Delay Time)时触发OPP保护此时Vcc进入两次UVLO OFF后IC重新启动如图11 OPP动作时序图及图12 动作波形。
过温度保护(OTP)线应用: OTP设定可依据输出电压调整及功率进行独立的保护,举例PD65W 5V/3A, 9V/3A, 12V/3A, 15V/3A及20V/3.25A有各自OTP保护参考电压增加系统稳定性, 如3.1 FB Pin功能说明 输出电压变动对应FB Pin电压,使IC调整OTP保护点(VOTP)如图13 搭配CS侦测讯号如图14两者进行比较参考以下设计公式及图15 CS OTP动作时序图
Vcc Holding Mode 线应用说明: 当选用VCC Cap容值小于输出负载由满载切换到空载时Vcomp下降低于Burst Mode电压时驱动会停止, 此时Vcc电压开始下降为了避免Vcc触发Vcc UVLO OFF=8.5V造成IC重新启动, IC设定VCC=9.5V为Vcc Holding Mode 当VCC 电压下降触发到9.5V时OUT Pin驱动强制动作并将Vcc电压提升如图16 动作时序图
AC-DC PWM: LD5766E+SR:LD8528+PD协议:LD6612
PCB Size: 56.5mm(L) x 31mm(W) x 26mm(H)
Power Density: 28.7 W/inch^3
输出功率:5V/3A, 9/3A, 15V/3A, 20V/3.25A
待机功耗测试
效率测试
AC-DC GaN MOS Combo:LD966L+SR:LD8528+PD协议:LD6612
PCB Size: 56.5mm(L) x 31mm(W) x 22mm(H)
Power Density: 22.7 W/inch^3
输出功率:5V/3A, 9/3A, 15V/3A, 20V/3.25A
待机功耗测试
效率测试
通嘉高效能高精准过电流保护PD快充控制器 高效率搭配电路组件数简化可对应
产品小型化设计,通嘉坚持一贯高质量、高性能的传统，并提供全面性保护机制，包含过功率保护、过电流保护、输出过/欠电压(OVP/UVP)保护以及过温度保护(OTP) 等机制，更针对输出短路保护实施降频机制。除此之外，各式关键技术均有通嘉自有专利屏障，让使用通嘉IC的电源供应器，将更具有优势及亮点。我们将提供最详细的信息及应用说明给您,同时请支持老牌AC-DC通嘉产品。
参考文献:LD5766E/E1,LD5555/6,LD966L应用手册及IC规格书
通嘉FAE 张伟群
联系方式：Mobile: +86-13686154850
E-mail: Darronchang@leadtrend.com.tw
通嘉FAE 胡启程
联系方式：Mobile: +86-13357900117
E-mail: Qichenghu@leadtrend.com.tw
最前沿的电子设计资讯
