【应用方案】基于ST ST-ONEHP 的140W USB-PD3.1快充方案

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【应用方案】基于ST ST-ONEHP 的140W USB-PD3.1快充方案

ST-ONEHP是ST-ONE系列的第三款控制器，该转换器采用ACF架构，可确保在高功率输出和高频下表现出色的能效。芯片横跨初级&次级，次级侧整合了同步整流和USB PD功能，节省物料成本及PCB面积。

ST-ONEHP内置的Arm® Cortex®-M0+ MCU，负责整体控制。该MCU预装经过认证的USB PD软件，进一步简化最终产品取得USB logo资质的申请程序。该MCU搭载64KB Flash，可以储存客制化的功率转换代码。

ST-ONEHP十分适合与MasterGaN 配合使用，MasterGaN 封装仅仅9mm x 9mm，内置两个GaN MOS+高压驱动，相较于传统Si MOS，具有优越的热性能和开关效率等优势。MasterGaN能与ST-ONE转换器互补优势，并有助于最大限度地提升性能和开关频率。

ST 开发出 SEVLONE140W充电器参考设计， 该充电器功率密度达25W/in3，峰值效能超过94%。PCB尺寸为55mm*85mm*23.5mm 。

ST-ONEHP 控制简化框图如下，可以看出，该IC横跨初次级，外围原件很好，集成度高，内置多种保护。

内置的MCU 描述框图如下，功能齐全，用户也可自行烧录代码。

常见ACF 控制方法比较，ST的控制方式，可以更简洁的设计高频开关电源。

注释：相关文档和技术参数来源于ST，可参考ST官网：ST-ONEHP - Fully integrated controller for USB-PD 3.1 Extended Power Range (EPR) chargers - STMicroelectronics

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

• 具有同步整流的新型非互补ACF，内置USB-PD 3.1 EPR协议

• 较少的外围器件，集成32位 Cortex M0+ core ；64kB Flash实现数字控制

• 最大输出功率140W；最高效率>94%•

• 高功率密度>25W/inch³

• 内置高压启动、X-CAP自放电线路和负载开关功能，各种安全保护线路；

•具有强化电流隔离的集成单片

►方案规格

• 输入电压范围: 90-264 VAC/47-63Hz

• PCB尺寸：85x55x23.5 mm, (L x W x H)

• 输出:SPR: 5 V @ 3.75 A, 9 V @ 3.75 A, 15 V @ 3.75 A, 20 V @ 5 A

• EPR: 28 V @ 5 A

• AVS: 15 V÷28 V @ 5 A with 100 mV step

• USB-PD 3.1 EPR certified