STMicroelectronics EVLONE65W USB Type-C?供電板是用于高密度、大功率65W USB供電 (USB-PD) 電路的參考設(shè)計(jì)，支持可編程電源 (PPS)。EVLONE65W參考供電板基于ST-ONE數(shù)字控制器。ST-ONE在單個(gè)集成封裝中集成了Arm? Cortex- M0+內(nèi)核、具有同步整流功能的離線(xiàn)可編程控制器和USB PD PHY。

數(shù)據(jù)手冊(cè)；*附件：STMicroelectronics EVLONE65W USB Type-C?供電板數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

STMicroelectronics EVLONE65W供電板采用SSOP36封裝，并且預(yù)裝了ST-ONE數(shù)字控制器。該板還設(shè)有MasterGaN電源系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP)，集成了柵極驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)增強(qiáng)模式GaN功率晶體管。

ST-ONE在MasterGaN功率級(jí)上實(shí)現(xiàn)了高開(kāi)關(guān)操作，因此可在實(shí)現(xiàn)極高效率的同時(shí)使用小型磁性元件。

特性

• 通用輸入電源范圍：90VAC至265V AC ，47Hz至63Hz
• 最大輸出功率：65W
• 功率密度 ^：^ 30W/in3
• 滿(mǎn)載時(shí)效率>93%
• 最大恒定電流輸出：3.75A
• 輸出電壓范圍 ： 3.3VDC至21.0VDC
• PD輸出
• 五個(gè)固定PDO
  • 5V @ 3.75A
  • 9V @ 3.75A
  • 12V @ 3.75A
  • 15V @ 3.75A
  • 20V @ 3.25A
• 兩個(gè)APDO (PPS)
  • 3V至16V (3.75A)
  • 3.3V至21V (3.25A)
• PPS模式
  • CV步進(jìn)：20mV
  • CC步進(jìn)：50mA
• 通過(guò)認(rèn)證的USB供電1.1.2電源適配器
• 恒流和恒壓反饋環(huán)路
• 保護(hù)
  • 低壓、過(guò)流、過(guò)熱、過(guò)壓、欠壓

示意圖

?STMicroelectronics EVLONE65W USB Type-C供電板技術(shù)解析?

?一、產(chǎn)品概述?
EVLONE65W是一款基于ST-ONE數(shù)字控制器的高功率密度USB-PD供電板，支持可編程電源（PPS）協(xié)議。其核心創(chuàng)新在于集成Arm? Cortex? M0+內(nèi)核、離線(xiàn)可編程控制器、同步整流控制器及USB-PD PHY于單芯片，配合GaN功率級(jí)實(shí)現(xiàn)超緊湊設(shè)計(jì)（58×32×20 mm），功率密度高達(dá)30 W/in3，適用于高效充電器與適配器。

?二、關(guān)鍵特性?

1. ?輸入輸出參數(shù)?
   • 輸入電壓：90-265 Vac（47-63 Hz）
   • 輸出功率：65 W（最大）
   • 輸出電壓范圍：3.3-21 Vdc
   • 輸出電流：3.75 A（最大恒流）
2. ?USB-PD協(xié)議支持?
   • ?固定PDO?：5 V/3.75 A、9 V/3.75 A、12 V/3.75 A、15 V/3.75 A、20 V/3.25 A
   • ? APDO（PPS） ?：3.3-16 V@3.75 A、3.3-21 V@3.25 A
   • PPS步進(jìn)精度：電壓20 mV、電流50 mA
3. ?能效與保護(hù)?
   • 全負(fù)載效率＞93%
   • 多重保護(hù)：欠壓/過(guò)壓/過(guò)流/過(guò)溫/Brown-out保護(hù)

?三、系統(tǒng)架構(gòu)與核心技術(shù)?

1. ?ST-ONE控制器?
   • 集成初級(jí)側(cè)主動(dòng)鉗位反激控制器與高壓啟動(dòng)電路，次級(jí)側(cè)MCU及USB-PD通信外設(shè)。
   • 采用隔離雙通信通道連接初級(jí)與次級(jí)，確保安全性與信號(hào)完整性。
2. ?功率拓?fù)?/strong>?
   • 零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS）非互補(bǔ)主動(dòng)鉗位反激架構(gòu)，搭配MasterGaN半橋功率級(jí)（MG1）。
   • 高頻開(kāi)關(guān)技術(shù)（未明確頻率）結(jié)合小型磁元件（如變壓器T1），優(yōu)化體積與效率。
3. ?關(guān)鍵電路模塊?
   • ?輸入整流濾波?：橋式整流器（BR1）配合多層陶瓷電容（C2-C4）及電解電容（C5-C8）。
   • ?GaN驅(qū)動(dòng)?：通過(guò)自舉電路（C10、C13）實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)。
   • ?反饋控制?：恒壓（CV）與恒流（CC）雙環(huán)路，由ST-ONE的GPIO與ADC引腳實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)。

?四、材料清單（BOM）設(shè)計(jì)要點(diǎn)?

1. ?功率器件選型?
   • MasterGaN4（MG1）：集成驅(qū)動(dòng)與GaN HEMT的半橋模塊，降低寄生參數(shù)。
   • 整流二極管：STPS30170DJF（D5-D8）、ES1JFL（D8），確保低反向恢復(fù)損耗。
2. ?被動(dòng)元件布局?
   • 輸出電容：采用聚合物電容（C29、C30）與陶瓷電容（C28）組合，降低紋波。
   • 電流檢測(cè)：0.62 mΩ精密電阻（R5-R8）實(shí)現(xiàn)高精度電流監(jiān)控。

?五、應(yīng)用場(chǎng)景與設(shè)計(jì)建議?

1. ?高密度適配器?
   • 利用PPS協(xié)議動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電壓，滿(mǎn)足手機(jī)/筆電快充需求。
   • 建議加強(qiáng)散熱設(shè)計(jì)，如通過(guò)PCB銅箔與外部散熱器結(jié)合。
2. ?安全與認(rèn)證?
   • 符合USB PD 3.1.1.2認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)需注意隔離耐壓（如變壓器T1）與EMI抑制（共模電感L1）。