近年来,智能手机、平板电脑、笔记本电脑等产品性能不断提升,设备的功耗也相应提高,对于充电器的输出功率需求也水涨船高。另一方面,智能设备内置的锂电池技术近年来并未实现革命性突破,续航问题一直困扰着广大用户,越来越多的用户对快充的刚性需求开始向大功率靠拢。

另外,随着户外电源市场的发展,大功率应用场合不断增长。除移动电源支持百瓦双向快充外,户外电源中USB输出增添百瓦双向快充,无需适配器即可为笔记本实现原装适配器的充电效果,大大提升用户的使用体验。

面对日益增长的大功率电源市场,宝砾微电子推出的同步高效四管双向升降压控制器 PL5500 在提供强大功能的同时,简化外围电路,帮助工程师更便捷,更快速地开发大功率电源产品。

宝砾微 PL5500 内置最高6串锂电充电管理。采用COT架构控制模式,内置2A驱动电路,可轻松实现200W功率输入、输出。自主专利的模式切换技术,使得在升压与降压模式间的切换,实现波形平滑、稳定,提高了系统的稳定性。自带抖频技术,帮助产品研发人员更容易通过EMI认证测试。

采用宝砾微 PL5500 的 Demo 如上图所示,PCB板尺寸仅 50.04 x 40.13 mm,十分小巧。宝砾微 PL5500 采用最优性价比、最高PPS精度的PWM调节方式,内置CV/CC环路,在需要恒流输出的应用场合可简化外围设计。

宝砾微 PL5500 具有支持正向的充电和反向的放电管理;支持3.5-32V超宽输入电压范围,2-32V的超宽输出电压范围;内部集成5V/55mA LDO;开关频率可调;可编程连续电流模式和轻载高效率模式;输入欠压、输出过压、输出短路、输入输出逐周期峰值电流限制、过温等多种保护功能;效率高达98%以上;高性价比等特点。

对于大功率应用场景来说,让升压或者降压工作在接近100%或者0%占空比的极限状态下容易产生降频,大小波,电感啸叫等各种问题,成为明显短板。下面对 PL5500 进行波形测试,来看看 PL5500 在大功率负载下的表现。

上图为输入12V的升压模式下,输出电压20V,输出电流5A,输出功率100W的条件下,PL5500 的输出波形图。

上图为输入12V的升压模式下,输出电压20V,输出电流10A,输出功率200W的条件下,PL5500 的输出波形图。

上图为输入20V的升降压模式下,输出电压20V,输出电流5A,输出功率100W的条件下,PL5500 的输出波形图。

上图为输入20V的升降压模式下,输出电压20V,输出电流10A,输出功率200W的条件下,PL5500 的输出波形图。

上图为输入32V的降压模式下,输出电压20V,输出电流5A,输出功率100W的条件下,PL5500 的输出波形图。

上图为输入32V的降压模式下,输出电压20V,输出电流10A,输出功率200W的条件下,PL5500 的输出波形图。

从以上测试可以看到,PL5500 具有明确的降压、升压、升降压工作模式,无频率抖动、大小波等异常情况,全程波形十分稳定。

模式之间的转换是升降压控制器的设计难点,作为国内率先做到有升降压模式的BUCK-BOOST控制器,宝砾微 PL5500采用自主专利技术的控制算法,可在不同模式间切换,实现波形的平滑转换,避免降压和升压工作在极限状态。

效率测试方面,PL5500 采用自主研发的COT架构,与定频控制(包括峰值电流控制模式)相比,COT架构更不容易受开关噪声干扰。PL5500 内置2A驱动电路,在大功率的应用场合优势更明显,最高效率可达98%以上,同时可直接驱动GaN MOS,使得在小体积场合应用有更多的选择。

纹波测试方面,上图为 PL5500 在电池电压12V,输出电流3A的条件下,输出电压5V的纹波测试图,图中红色波形为电感电流,黄色波形为输出纹波。

上图为 PL5500 在电池电压12V,输出电流3A的条件下,输出电压9V的纹波测试图,图中红色波形为电感电流,黄色波形为输出纹波。

上图为 PL5500 在电池电压12V,输出电流3A的条件下,输出电压12V的纹波测试图,图中红色波形为电感电流,黄色波形为输出纹波。

上图为 PL5500 在电池电压12V的条件下,输出电流3A的纹波测试图,图中红色波形为电感电流,黄色波形为输出纹波。

上图为 PL5500 在电池电压12V的条件下,输出电流5A的纹波测试图,图中红色波形为电感电流,黄色波形为输出纹波。从纹波测试可以看到,PL5500 的在不同条件下的纹波表现较好,满足大功率使用场景。

FB,I2C等方式调整电压的精度受芯片内部电阻或者电流镜匹配精度的影响,很难获得非常好的调整线 采用的PWM方式来调制电压和电流,能实现1KHz的PWM调制频率,有效避开FB或I2C调制方式中各种匹配精度的影响,实际调试中只需接受协议提供的1-10kHz的PWM波形或2V以内的模拟电压,就可得到 20mV ± 1mV 精准的PPS调试精度。

温度测试方面,在输入 12V 输出 PD 100W 常温下实测的温升图如上图所示,可以看出得益于控制器的高转换效率,在如此小巧的尺寸下,满功率100W输出时,最高温度仅为86℃。

EMC测试方面,上图为采用 PL5500 的客户车充产品在 12V 输入,20V 3.25A 65W 输出时垂直极化测试波形图。

上图为采用 PL5500 的客户车充产品在 12V 输入,20V 3.25A 65W 输出时水平极化测试波形图。通过测试可以看到,PL5500 内置的抖频率技术,可以有效降低EMI的辐射干扰。

作为国内较早的升降压控制器,宝砾微 PL5500 有着外围简洁,功能强大,调试容易等诸多优点,已广泛应用在移动储能、车充、无人机等行业,如德兰明海、电小二、安克、倍思等标杆产品中,经过了市场的检验。

PowIicon Inc.(宝砾微电子有限公司)2015年创立于深圳,创始人均来自于美国著名半导体公司,有多年的电子行业研发、运营及管理经验。深度的系统和应用知识、强大的电源管理芯片设计及创新能力、以及受专利保护的定制工艺是宝砾微电子的核心竞争力。

宝砾微电子专注于为用户提供具有创新性、高性价比、高集成度的电源管理芯片。产品广泛应用在新能源、智能家居、汽车、无人机、消费类电子等领域。返回搜狐,查看更多

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