PI推出多款30W USB PD快充参考设计

近日，PI推出多款超小型20W-30W  USB PD快充电源参考设计。该参考设计内置了PI高集成、高性能的InnoSwitch3-Pro芯片（含PowiGaN系列及硅管系列），AC-DC转换效率比一般分立元件高出2-3%。值得一提的是，其中第⑤款已成为市面上极致小的尺寸20W PD快充方案之一。

同时，搭配英集芯协议IC来支持多种输出电压并拥有丰富的快充协议，兼顾了产品的性能和成本。为广大电源厂商开发小体积、高密度、高效率的30W快充产品提供了全新选择。

PI这套30W USB PD快充参考设计结构非常简单，使用了两块PCB板垂直组合，内部放入了变压器、滤波电容、电感等部件，整体布局十分紧凑。

PCB板外围器件非常少。

整个参考设计之所以能实现如此精简的外围电路，主要归功于InnoSwitch3-Pro芯片的应用。因为该芯片内部集成了PWM主控芯片、650V功率器件、同步整流控制器等大部分主要功能，电源工程师在应用过程中只需要搭配一些必要的被动元器件和协议芯片，即可完成高性能快充产品的设计，加速产品上市周期并节约开发成本。

InnoSwitch3-Pro系列芯片内置SenseFET无损检测电路，相比传统分立器件的原边检测能够降低损耗，提升效率。同时为了让每个器件达到最佳的性能，该芯片还集成了FluxLink技术，可以实现初级和次级的实时通信。通过次级控制器控制原边的开关，最大程度的控制同步整流MOS导通时间，实现最高效率。

基于InnoSwitch3-Pro芯片的30W PD快充与市售传统5W充电器以及传统30W PD快充的体积对比，前者优势明显，功率密度提升5倍左右。

整个参考设计的侧面面积仅与1元硬币尺寸相当。

目前这套30W PD快充参考设计选用了业界知名品牌英集芯的协议芯片IP2218。这颗芯片通过I²C总线调压，可以搭配InnoSwitch3-Pro的数字接口进行数字调压，满足USB PD3.0 PPS快充输出。

通过ChargerLAB POWER-Z KT002测试可以看到，该参考设计支持PD3.0、PPS、Apple2.4A、QC2.0、QC3.0、QC4 、AFC、FCP、SCP等多种快充协议。

在PDO方面，显示支持5V3A、9V3A、15V2A、20V1.5A四组电压档位，以及3.3-5.9V 3A，3.3-11V 2.25A和3.3-20V 1.5A三组PPS电压档位。

总结
通常情况下，为了达到减小充电器体积的目的，可以提高开关频率缩小变压器的尺寸。不过开关频率的提升通常需要重新设计磁性元件，并且会出现驱动难调、EMI难调、电路布局不好处理等问题。当然，最终产品的成本也将随之提升。在小体积的电源设计方案上，进一步提升功率密度的决胜点不再是磁性元件的大小， 而是器件的布局，排放，甚至器件数都大大影响了最后设计的尺寸。
PI InnoSwitch3-Pro系列在解决上述矛盾时有着巨大优势，对于小功率30W以内的小功率PD快充而言，可以选用内置MOS芯片，兼顾性能和成本。而对于45W、65W、100W等中高功率的PD快充而言，PI也有内置氮化镓功率器件的PowiGaN芯片。