IC verwaltet USB

Für GaN-basierte Netzteile mit USB-PD-Ausgängen hat STMicroelectronics einen Active-Clamp-Flyback-Controller mit einer USB-PD-3.1-Schnittstelle in einem einzigen Gehäuse angekündigt, der über eine galvanische Trennung zwischen Primär- und Sekundärseite und über eine Datenverbindung verfügt.

Der auf seiner Primärseite als ST-OneMP bezeichnete Chip ist für die Zusammenarbeit mit einem der GaN-Halbbrücken-plus-Treiber-Kombi-ICs des Unternehmens konzipiert und kommuniziert über seine High- und Low-Side-PWM-Anschlüsse und eine Chip-Freigabe. Der Startstrom für die Sekundärseite muss über ein Diodenpaar direkt von den gefilterten stromführenden und neutralen Eingängen kommen (dazu später mehr – im Diagramm nicht dargestellt).Rechts), später durch eine Einspeisung aus einer Hilfswicklung am Transformator ersetzt.

Die Sekundärseite wird von einem weitgehend unzugänglichen Arm Cortex-M0+-Mikrocontroller auf dem Chip gesteuert, der den sekundärseitigen Synchrongleichrichter-Mosfet ansteuert, die Spannungsaushandlung für den Haupt-USB-PD-Ausgangsanschluss unterstützt und den PD-Ausgang steuert – aber nicht den optionaler zweiter Ausgang.

64 KB Flash sind werkseitig entsprechend der vorgesehenen Anwendung programmiert. Nach Angaben des Unternehmens ist USB-PD 3.1 PPS-zertifizierte Firmware vorinstalliert, was „eine schlüsselfertige Lösung für Standardanwendungen ermöglicht“. Der Synchrongleichrichter und der Sperrwandler werden für einen spannungsfreien, nichtkomplementären Active-Clamp-Betrieb gesteuert, „der eine hohe Leistung bei höherer Effizienz als herkömmliche quasiresonante Sperrwandler ermöglicht“.

Nicht jede USB-PD-Funktion wird unterstützt: Konstante PPS-Leistung, Kommunikation über USB D+/D- (oder SSTx± SSRx±) und schneller Rollenwechsel gehören dazu.

Der einzige Teil des Controllers, der für Außenstehende zugänglich ist, ist Flash, der Details der Leistungsumwandlung abstimmt, Anwendungsfunktionen einrichtet, das Protokoll auswählt und die Art und Weise auswählt, wie die beiden Ausgangsports behandelt werden.

Der Grund dafür, dass die Primärseite zunächst über Dioden vor dem Systembrückengleichrichter mit Strom versorgt werden muss, liegt darin, dass der IC auch die erforderliche Sicherheitsentladung für die Eingangs-X-Kondensatoren bereitstellt und prüft, ob am Eingang Gleichstrom als Zeichen für die Entladung vorhanden ist Der Ladevorgang sollte eingeleitet werden (daher kann der IC nicht von einer Gleichstromquelle starten) und entladen werden, bis die Spannung unter einen Schwellenwert fällt oder erneut Wechselstrom erkannt wird.

Die Verpackung ist SSOP36.

Es gibt ein zugehöriges Evaluierungskit, EvlOneMP (links ), das den IC mit einer MasterGaN4 600-V-Leistungsstufe kombiniert, um einen 65 W (USB Typ-C PD) + 10 W (USB Typ-A) AC/DC-Adapter zu schaffen. Der Eingang beträgt 90 – 265 VAC, 47 – 63 Hz.

Dieses Modul misst 58 x 36 x 20 mm und kann bei Volllast einen Wirkungsgrad von >93 % erreichen. Ohne geladenen USB-A-Anschluss unterstützt der primäre Anschluss 5, 9, 12, 15 oder 20 V Ausgang, alle bei 3,25 A, oder bis zum gleichen Strom („PPS“-Modus in 20 mV- und 50 mA-Schritten) bei 3,3 bis 16 V. oder 3,3 bis 21V.

Die ST-OneMP-Produktseite finden Sie hier