基于USB-C标准接口普及带来的USB PD充电技术的快速发展，USB PD充电器发展也从最初的18W、30W、65W，慢慢攀升到USB PD标准最高的20V5A 100W（PD3.0），2021年USB-IF 推出 PD3.1 新标准，物理接口仍然为 USB-C 通用性不变，在原有PD3.0的基础上新增的 28V、36V、48V 三个扩展电压档位，输出最大电流维持5A，USB PD3.1是非常有野心的标准升级，把USB PD的应用由传统的手机和笔记本电脑供电，扩充到便携式设备、物联网设备、智能家居、通信和安防设备、汽车和医疗等领域，让USB PD将成为真正大一统的供电标准，对地球环保、减少电子垃圾，万物互联起到重要的推动作用，通嘉科技紧跟PD充电标准步伐，针对PD3.1高功率，高电压，小型化 PD产品，推出LD7798X/LD7797X PFC PWM集成控制器。
LD7798X/LD7797X是通嘉第四代PFC PWM集成控制器
通嘉科技LD779X系列为主动式PFC与PWM集成控制IC，PFC操作为Transition Mode模式，PWM为返驰式变换器（Flyback Converters）架构，操作在准谐振(Quasi Resonant)模式，两者的操作模式皆可以减少切换损失(Switching Loss)，可以进一步提高效率
LD7790X/LD7791X/LD7792X是通嘉前三代PFC PWM集成控制器，主要应用在单路输出的Adapter，Lighting，LD7798X/LD7797X是通嘉的第四代PFC PWM集成控制器，主要应用在多路输出高功率，小型化PD
LD7790/1/2X跟LD7798X电路区别
第四代PFC Flyback集成控制器LD7798X对比前三代区别如下：
Vin-Vcc 电压调整，Vin最大电压150V，Vcc电路精简，多路输出PD应用可节省Vcc LDO 组件
PFC ZCD信号不需要绕组来检测，可以节省PFC电感上ZCD侦测绕组
增加第二级PFC OVP保护功能，如果第一级PFC OVP在高湿，受潮时候,OVP失效，另一个Pin脚OVP就会做第二级保护动作，保护系统，使系统更稳定
Flyback 内含多条降频曲线，通过VFBAUX检测输出电压Vo来设定PWM降频曲线，优化各组输出电压效率, 输出纹波等
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
LD7798X在PD上的应用
LD7798X可以搭配SR LD852X系列，协议LD66XX系列做PD产品的应用，适用功率75W-140W
LD7798X是SOT-16封装，保护功能相当齐全,包含PFC UVP、PFC OVP1、PFC OVP2、FB OVP、FB OCP、BNI、BNO、OTP、OLP、OSCP….等等
LD7798X的功能以及应用说明
Pin 1 Vin：
辅组绕组接入脚Vin，输入电压最高可以到150V，适用于PD3.0/PD3.1宽电压输出的应用，可以节省外部LDO电路
Pin 3 Vcc：VCC OVP功能
Vcc内部自带LDO，Vin-Vcc电压通过内部LDO维持在16.5V，当VCC电压大于30V会触发OVP保护，IC保护，停止打驱动
Pin 4 FBCOMP：PWM最大工作频率，PWM Burst mode（突发模式）
当VFBCOMP=2.6V, VFBAUX,SH=4V，PWM操作在最大工作频率130K
当VFBCOMP=1.4V, VFBAUX,SH=4V，PWM操作在Green mode 25K
当VFBCOMP=0.4V（Burst mode 门槛电压），PWM进入Burst mode，驱动停打，当VFBCOMP拉回到0.5V，退出Burst mode，PWM重新打驱动
Pin 5 FBAUX：OVP，AUX OPEN，UVP功能
Flyback AUX OVP:当FBAUX平台电压（PWM MOS OFF）大于5.4V，6 cycle后驱动停打，输出保护
Flyback AUX OPEN:当IFBAUX小于13uA（PWM MOS ON）,6 cycle后驱动停打, Vcc打嗝重启
FBAUX UVP：当FBAUX平台电压<0.4V，触发FBAUX UVP保护，驱动停打，输出保护
Pin 6 Latch: OTP功能
对地串联一颗NTC电阻，温度升高NTC阻值下降，当NTC阻值跟Pin脚电流源（Ilatch=80uA）乘积小于1.25V，IC驱动停打，当电压Vlatch拉回到1.35V后，退出保护，重新打驱动
Vlatch=80uA*Rntc
Pin 7 PFCCOMP；PFC最大工作频率，PFC最小工作频率
当VPFCCOMP=3V，PFC操作在最大频率400K，当VPFCCOMP=1.1V，PFC操作在最小频率30K
Pin 8 SET：PFC ON/OFF功能
VSET电压可以由串联对地电阻跟源极电流乘积设定，并与VFBCOMP电压做比较来设定PFC开启关闭动作点，让轻载、空载下PFC关闭来提升效率及降低功耗，让系统效率更优。VSET电压也加入迟滞功能避免同一负载点PFC开开关关现象产生，以下是PFC ON/OFF在100W PD应用中20V输出效率比较
PFC ON/OFF也可以通过外部来控制，如果SET Pin被拉低，PFC将立即打开
Pin 9 PFCSNS: PFC Vo Control，PFC OVP1，Dynamic OVR/UVR功能
PFC Vo Control:
经由外部分压电阻设定输出电压，输入为低电压下PFCSNS内部会吐出一个10uA电流，使得PFC输出电压较低，形成High/Low line输出电压会有所不同，其目的是可以优化系统整体效率。
PFC OVP1: PFCSNS > VPFC,OVP1 (H/L Line=2.675V/2.75V)
当PFCSNS>VPFC,OVP1将触动OVP1机制并将PFCDRV功能关断，直到
PFCSNS < VPFC,OVP1 - VPFC,OVP1HYST (2.5V) 才再次启动
Dynamic OVR/UVR
在输出动态测试的时候，由于负载会瞬间变大变小，PFC需要配合负载变化而变化维持输出电压稳定，
当PFCSNS> 2.700V (L Line) ，PFCSNS> 2.625V (H Line) ，触发PFC OVR，PFC工作在LEB频率维持在30K，PFCSNS电压下降，下降到2.625-0.125=2.5V，驱动重启
当PFCSNS< 2.3V, IPFCCOMP会吐出一个200uA的电流，这时候VPFCCOMP会被抬高，工作频率跟着变高，从而把VPFCSNS电压抬高，直到2.3+0.15=2.45V，IPFCCOMP停止吐电流
Pin 10 FBCS: Flyback OCP Detect，FBCS SHORT功能
Flyback OCP Detect：
有关输出电流的参数IC内建固化，影响OCP电流参数变少，只跟变压器圈比，Rcs电阻大小有关，OCP精度大大提高
(0.5*VFBCS,PK*Tdis/TS) is limit as VCS,CC to 0.2V or 0.22V
FBCS SHORT当VFBCS,PK < VFBCS,SC (0.06V) @TON,FB = 6us，4个Cycle触发保护
Pin 11 PFCCSZCD: PFC OVP2，PFC ZCD侦测功能
PFCCSZCD > VPFC,OVP2 (2.675V) (PFC MOS OFF)时 ，延迟96个Cycle后触发保护，PFC驱动间歇打
PFCCSZCD < VPFC,OVP2 - VPFC,OVP2HYST (2.5V) ，保护清除，PFC开始打驱动
LD7798X不需要PFC电感辅组绕组，PFC ZCD信号是通过PFC MOS上并联的RC来侦测
当PFC MOS ON时候，PFCCSZCD检测电流信号，当PFC MOS OFF的时候，PFCCSZCD检测电压波形，VPFCCSZCD波形跟VRCSPFC波形重合为佳
Pin 14 FBDRV: Soft Driving功能
当VFBDRV=0~7V，驱动电流高，当VFBDRV=7~12V，驱动电流低
通过不同的驱动电阻使Vgs在MOS的米勒平台周围平稳上升，实现软驱动，降低SR MOS的尖峰电压
Pin 13 HV: High Voltage Startup, BNO, BNI, H/L Detect, X-Cap Discharge功能
High Voltage Startup：当输入导通后高压启动线路会对VCC电容充电，当电压达到UVLO(on)之后，高压启动线路将会关闭以下启动路径的功耗，让系统在空载下整体功耗降到最低，容易的满足法规要求。
BNO/BNI：BNO=93.8VDC ，BNI=106VDC
内建BNI、BNO避免输入电压过低时系统还在运作，可降低变压器饱和、零件温度过高等潜在危险性
H/L Detect：VHV,HL=219VDC，VHV,LL=212.5VDC
Low → High Line：当VHV > VHV,HL，3个Cycle后切换到H Line
Hight → Low Line：VHV < VHV,LL，延迟TDLL后切换到L Line
X-Cap Discharge: AC Off
当AC输入断开后HV pin会吸入一个电流将X-Cap上的能量放掉以符合安规要求，所以不需外
加将X-Cap能量泄放掉的泄放电阻，让空载的能耗近一步降低。
主要区别如下：
LD7797X是推Gan的应用，PFC, Flyback驱动电压6V，可以直接驱动E-Mode的Gan
LD7798X PFC, Flyback驱动电压是12V，主要搭配Cool MOS，平面MOS，
因为Gan的Ciss较小，LD7797X驱动能力也相应下修，适配Gan的应用，避免驱动太快导致的系统应力问题
Flyback部分，LD7798X工作频率最高130K，LD7797X最高到200K，PFC工作频率一样
PFC ZCD侦测部分，LD7797X使用辅组绕组侦测，LD7798X使用PFC MOS ON/OFF信号侦测
LD7797X可以搭配SR LD852X系列，协议LD66XX系列做PD产品的应用，驱动搭配E-mode Gan
主打高功率，小型化，也适合PD3.1高压输出的应用
PFCDRV,FBDRV：驱动电压补偿
在栅极驱动高电平上施加电压补偿 ，为了避免在PFCCS/FBCS最大值时Vg-Vs过低
而造成的Gan的损坏
PFC ZCD侦测：辅组绕组侦测
从PFCAUX检测ZCD振铃信号，辅组绕组对PFCAUX串联一个电阻来设置PFCAUX电流，建议设置电流在1mA以内
此篇文章探讨LD7798X/LD7797X产品，采用SOP-16封装IC，适合75~140W高频化,小型化PD产品，拥有快速启动、低功耗、高效率等优点，通嘉坚持一贯高质量、高性能的传统，同时拥有健全的保护功能，能够在异常发生时实时的保护，构建稳定系统。透过以上的介绍，提供电源设计者完整的解决设计方案。如有更进一步的需求，欢迎跟通嘉科技联络。
参考文献：LD7798X/LD7797X应用手册及IC规格书
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