PI力推兼容USB-PD标准快速充电器参考设计

　智能设备的充电问题日益成为生活中面临的一个小麻烦，以USB接口标准充电已经演变成很多人为智能设备充电的首选。但是传统的USB接口面临的问题是充电功率不够大，无法对除了智能手机之外的很多设备供电。而USB Power Delivery Specification(USB PD)是一个利用USB接口实现最大可供给100W电力的标准，该标准最早由USB推广小组在2012年7月份制定，旨在为用户提供更强大的电源充电方案。

目前，USB 2.0的最大供给电力为2.5W（5V、500mA），USB 3.0为4.5W（5V、900mA）。不进行数据收发，只面向便携终端的驱动和内置充电电池的充电等用途时，“USB Battery Charging”标准虽然提高了供给电力，但最大供给电力也只有7.5W（5V、1.5A）。而USB PD标准可以承载更高的电压和电流，供电能力最高100W，分10W、18W、36W、60W和100W五级“规格”。电压采用5V、12V和20V，电流为1.5A、2A、3A和5A。不但可以为移动设备供电，甚至还能给笔记本、显示器直接供电。值得一提的是，100W供电能力不仅限于新的USB 3.0，上代USB 2.0同样可以兼容，但需要通过官方认证的USB数据线。

毫无疑问，USB-PD标准标准不仅能提供现有如智能手机之类已经习惯于用USB充电的设备，还可以支持诸如笔记本电脑、小型服务器和部分显示器等一些功率在100w以下的便携设备的供电需求。在这些市场驱动下，USB Type C作为新的USB-IF 标准，其纤薄的插头设计且可承载3A或5A的电流，正反向双向均可插入，配置专有通道(CC1/CC2) 用于功率传输协议的通讯，并易于实现高达100 W的功率传输。

由于USB-PD标准中规定的充电的电流和电压均有所提升，因此对充电电路的要求也随之提升。另一方面，生活节奏的加快，对快充技术的需求日益增加，快速充电技术的原理也是用更大的功率对设备进行充电，以缩短充电时间。这些需求无疑成为电源厂商研发新的电源管理器件的市场驱动力。

致力于高能效电源转换的高压集成电路业界的领导者Power Integrations公司顺应市场的需求，与Cypress 半导体联合推出一款适合智能移动设备充电器应用的兼容USB-PD协议的20W AC-DC电源转换器参考设计。该设计同时采用了Cypress的EZ-PD CCG2 C型USB端口控制器与Power Integrations的InnoSwitch-CP的离线式恒压/恒流反激式开关IC，可使设计师实现快速、紧凑和高能效且符合各项标准的电源适配器设计。

InnoSwitch-CP通过提供恒功率输出特性，针对USB-PD 应用中输出电压变化的特点进行了方案优化，恒功率的传输特性可以降低浪费的成本并增加功率的利用率，使得电池供电的设备在任何既定输出电压条件下均可从充电器获取最大功率，从而节省充电时间并降低成本。通过直接对输出电流和电压加以控制，从而实现精确的功率变换；内部集成同步整流驱动而实现高效设计–满足所有能效标准。InnoSwitch-CP IC采用Power Integrations公司创新的FluxLink技术，不仅省去光耦电路的次级侧控制器，还可实现次级侧控制，从而提供快速动态响应、优异的恒压/恒流调整率和极低的空载功耗。FluxLink技术还可轻易实现安全的同步整流工作，有助于设计出极高效率的电源。

InnoSwitch-CP配合Cypress USB Type-C 接口控制器CCG2组成的参考设计，完全满足Type-C 和USB-PD 应用的输出功率达20W的参考设计，可编程的解决方案–适应USB-PD 推广过程中可能出现的很多无法预料的新的设计要求及更新，整个设计以很低的BOM成本实现高度集成，并提供高效的转换效率及很低的空载功耗。