Aiwei ElectronicsのタイプCOVPシリーズ製品
パワーレベルのアップグレードの背後にある技術的推進力は、USB Power Delivery (USB -- PD) プロトコルの継続的な進化に起因し、充電電圧は主要な仕様の飛躍を遂げます-20V (SPR) から進行します〜28V (EPR) 、次に36V (EPR) 、最後に48V (EPR)。その中で、PD 3.1 SPR 20V仕様は、65〜100Wの範囲で典型的な急速充電シナリオをサポートします。28V/36V/48Vの新しいPD3.2 EPR高電圧仕様は、デバイスが電力制限のボトルネックを克服するのに役立ち、140Wから240W以上の超高電力急速充電を可能にします。充電効率とシステム全体の電源安定性を大幅に向上させます。業界全体のアップグレード傾向に対応して、Aiwei Electronicsは一連の急速充電保護製品を発売しました。SPR 20V/EPR 28Vの充電電圧要件を満たし、140Wから180Wまでの充電電力レベルをサポートし、次の世代のAI PC急速充電システムの設計ニーズに正確に適合します。
汎用性、高速、高統合というコアの利点のおかげで、USB-CポートはAI PCとドッキングステーションの標準インターフェースになりました。マルチポートUSB C-C構成を並行して使用することで、ハードウェア設計の主流となっています。新しい動作conditions-28V高電圧、高出力、および同時に動作する複数のインターフェイスは、機器の電源システムに対する保護要求を大幅に増加させました。従来の基本的な保護スキームは、厳格な高電圧急速充電環境の要求を満たすことができなくなりました。それに応じて、業界は、TypeCインターフェイスのシステムレベルの安全保護のための堅牢な設計基準を確立しています。
高電圧、高出力の急速充電シナリオでAI PCとドッキングステーションの長期的な安全で安定した動作を保証するために、ハードウェア設計には4つのコア保護機能が組み込まれている必要があります。電源の安全のための包括的なセーフガードを構築する。
1.幅広いUSB-Cアプリケーションに対応
OVP保護を備えた背中合わせのアーキテクチャを採用しており、マルチインターフェースの並列充電および放電シナリオと互換性があります。
二。急速な過電圧保護を備えています
堅牢なサージ保護および静電放電 (ESD) 機能を備えており、TypeC入力ポートおよび下流回路に高信頼性の安全保護を提供し、さまざまな高電圧障害や電気的干渉から効果的に保護します。
3. Integratedバックフロー保護
逆電流の逆流を効果的に防ぎ、チップとシステム全体を損傷から保護します。
4.標準的な短絡保護
異常なプラグアンドプレイ操作や回線短絡などの障害に迅速に対処し、ハイパワー急速充電に関連するすべての潜在的な安全上のリスクを包括的にカバーします。
製品の利点
1.速い過電圧の保護
Aiwei AWP3210xプロダクト
外部対応TVS SP1224、VIN = 20V、VINサージ100V、Rload = 100Ω 、CIN/COUT NC

図1: AiweiソリューションのOVP応答時間
OVP応答時間: 27 ns、VIN max: 26.28 V、VOUT max: 22.81V
その他の業界ソリューション
外部対応TVS SP1224、VIN = 20V、VINサージ100V、Rload = 100Ω 、CIN/COUT NC

図2他の業界ソリューションのOVP応答時間
OVP応答時間> 1 µ s、VIN max 28.5 V、VOUT max 27.6V
2.理想的なダイオードおよび速いRCPの二重保護の利点
これは、単に2つの関数の合計ではありません。むしろ、それは、PCで保護された製品設計の基本的なトレードオフを正確に解決します: 一方では効率的な日常の電力供給、他の自律的な障害保護-2つの明確に異なるアプリケーションシナリオに一緒に対処する2つの独立したメカニズム。

図3 AiweiのOVP保護ソリューション
理想的なダイオード:
段階的な異常に対処するには、日常的で効率的な逆流防止を実装します。
アダプターが切断されている場合、または電圧が低下している場合、システム側のエネルギー貯蔵は逆の電力の流れを起こしやすくなります。最悪の場合、これは上流のステージに損傷を与える可能性があります。従来のソリューションは、高電流条件下でかなりの熱を生成し、高温で熱暴走のリスクをもたらすショットキーダイオードに依存しています。
利点:
MOSゲート電圧のリアルタイム閉ループ制御は、非常に低く安定した順方向電圧降下を維持します。高温の全負荷条件下では、パフォーマンスは劣化することなく安定しています。熱暴走は原則として排除され、効率的でスムーズかつシームレスな切り替えが可能になります。
速いRCP:
ナノ秒レベルの超高速ハードウェア保護を備えた極端な短絡に対応します。
VBUSが地面にショートすると、電流は非常に高いdi/dtで急上昇します。マイクロセカンドレベルのシャットダウン保護 (理想的なダイオードの応答時間) のみに依存している場合、逆サージ電流は、ボンディングワイヤを溶かすのに十分な、瞬時に数十アンペアまたは数百アンペアに急上昇する可能性があります。MOSFETを破裂させ、PCBを損傷し、完全なシステム障害を引き起こすことさえあります。
利点:
ナノ秒の速度で逆電流経路を検出して即座に分離し、破壊的なサージが発生する前にエネルギーの流れを完全に遮断し、チップ自体とシステム全体の両方に最終的な保護層を提供します。
Ideal Diodeは、効率的で日常的な電力供給とシームレスな切り替えを処理しますが、Fast RCPは、極端な障害条件下でのシステムの存続を保証します。2つの層は、通常のシナリオから壊滅的なシナリオまで、補完的かつ階層化されており、それによって包括的な保護を形成します。
3.Aiweiの特許技術によって強化された入力/出力サージ保護メカニズム
チップは、外部TVSを置き換えるために内部Q3を使用して、統合されたサージ保護を備えています。単一のデバイスがVIN端子とVOUT端子の両方をサージから保護し、コンポーネント数を減らし、ボードスペースを節約し、より合理化された設計を可能にします。

図4 Aiweiソリューションのサージクランプ構造
製品の紹介-AWP32107DNR
L 3.4Vから23Vまでの広い入力電圧範囲
L 8A連続電流機能
L VINとVOUTは38V Abs maxと評価されています
L統合された超低ロンスイッチ: 典型的な17mΩ
L電圧過剰保護ターンオフ応答: 典型的な100ns
L理想的なダイオードRCP
Lプログラム可能なソフトスタート
VINアンダー電圧ロックアウト (UVLO)
L過剰温度保護 (OTP)
L短絡保護
IEC 61000-4-2接触の排出 ± 8 kV
VINおよびVOUTのIEC 61000-4-5 45Vのサージの保護
L熱的に高められたDFN3 * 3-12L

図5 AWP32107DNRパッケージ情報-トップビュー

図6: AWP32107DNRの典型的なアプリケーションブロック図
製品の紹介-AWP32109DNR/AWP32109S
L 3.4Vから32Vまでの広い入力電圧範囲
l 8Aの連続電流容量
l VINおよびVOUTの定格絶対最大定格は38Vです
L統合された超低ロンスイッチ: 典型的な17 mΩ-AWP32109、典型的な16 mΩ - AWP32109S
L電圧過剰保護ターンオフ応答: 典型的な100ns
L理想的なダイオードRCP
Lプログラム可能なソフトスタート
VIN低電圧ロックアウト(UVLO)
L過剰温度保護 (OTP)
L短絡保護
IEC 61000-4-2接触の排出 ± 8 kV
AWP32109: VINおよびVOUTのIEC 61000-4-5 45-Vサージ保護
AWP32109S: VINのIEC 61000-4-5 115Vのサージ保護およびVOUTの80V
L AWP32109DNR DFN3 * 3-12L
AWP32109SDNR DFN4 * 4-16L

図7 AWP32109DNRパッケージ情報-トップビュー

図8: AWP32109DNRの典型的なアプリケーションブロック図

図9 AWP32109SDNRパッケージ情報-トップビュー

図10: AWP32109SDNRの典型的なアプリケーションブロック図
典型的なアプリケーションシナリオ
ラップトップ、ドッキングステーション、ラップトップ拡張ベース、およびその他のアプリケーションシナリオに対応。

図11アプリケーションシナリオの例

表1: Aiwei電子製品の選択ガイド