闪电速充！慧能泰三剑客组合出击，打造20W快充高效方案

慧能泰新推出的这款HP1500+HP3500+HUSB338E 20W快充方案，AC-DC和协议芯片均来自慧能泰最新研发的产品，三剑客组合出击，打造高性价比的20W快充高效方案。该方案配置单Type-C端口，支持PD 20W输出，可为市面上主流的手机、平板设备进行充电。AC-DC采用慧能泰HP1500+HP3500恒功率电源方案，它能确保在PPS、QC及SCP等需要恒流工作模式的协议下充电不会把AC-DC功率级拉保护，优化充电效率和安全性。协议部分搭配慧能泰小尺寸、0外围HUSB338E进行设计，可大大降低工程师设计难度以及系统成本，对于设计时下热门小巧快充机型也更具优势。

图1 ：HP1500+HP3500+HUSB338E 20W快充方案Demo图

图2：HP1500+HP3500+HUSB338E 20W快充方案原理图

充电实测：PDO报文显示USB-C口具备5V3A、9V2.22A、12V1.67A三组固定电压档位，以及3.3-5.9V3A、3.3-11V2A两组PPS电压档位。

图3：通过POWER-Z KM003C测试仪读取PDO报文信息

协议芯片HUSB338E还可以支持其他报文输出，通过改变PS引脚连接方式可以选择不同的广播。详细内容见下表。

空载功耗：该方案在空载状态下的功耗极低，经测试空载功耗低至35mW，其高效节能的设计理念，有效减少能源浪费。

图4：慧能泰20W快充方案空载功耗实测数据

开关电源主控芯片采用慧能泰HP1500，其内部集成了一颗高集成度、高性能的电流模式PWM控制器和一颗功率MOSFET，适用于小于30W的开关电源设备。HP1500具有极低的启动电流和工作电流，并提供了绿色模式和脉冲模式（BurstMode）功能，可以减少开关的损耗。此外，HP1500具有恒功率功能，并内置了线电压补偿，当负载达到最大功率后，随着负载电流增大，输出电压下降，保持接近恒定功率输出。HP1500提供了多种全面的可恢复保护模式，其中包括：逐周期电流限制（OCP）、过温保护(OTP)、VCC的过压保护、次边肖特基短路保护、低压关闭（UVLO）。

图5：HP1500 SOP-8L封装图

产品特性：

• 低至0.8 mA的工作电流，2μA启动电流 

• 内置650V高压功率MOSFET 

• 自动频率抖动功能 

• 输出恒功率限制 

• 轻载自动Burst Mode功能 

• 内置前沿消隐与斜率补偿 

• 内置多重保护：逐周期电流限制保护，过温保护，VCC 过压保护，低电压关闭，次边肖特基短路保护 

• 单封装SOP-8L

同步整流芯片同样采用慧能泰HP3500，是一款用于反激拓扑的同步整流控制器，适用于各种中小功率的快速充电器/适配器。它集成了同步整流控制逻辑以及用于同步整流的功率MOSFET，提供了最简的副边同步整流解决方案。HP3500仅仅消耗250 uA的静态电流，在轻载状态下可以有效的节省静态功耗，同时，其支持的最大开关频率也高至200 kHz，覆盖了中小功率的常用工作频率范围。集成的功率 MOSFET有低至15mΩ的导通阻抗，同时也实现了超快的侦测与关断，相比于二极管整流方式，HP3500可以有效的提升系统的整体效率。HP3500具备自适应高边和低边应用的能力，两种连接方式下均可正常工作。内置的功率MOSFET在电流正向流动时可以自动导通，芯片的控制逻辑可以自动适用反激模式下的不同工作模态，包括 QR/CCM/DCM 等。

图6：HP3500 SOP-8L封装图

产品特性：

• 自适应高边和低边应用场景 

• 低至250μA的静态电流 

• 内置15mΩ的60V MOSFET 

• 低至10ns的关断延迟时间 

• 支持反激拓扑的QR/DCM/CCM控制模式 

• 最大开关频率支持200kHz 

• 单封装SOP-8L

协议芯片采用慧能泰HUSB338E，是一颗高集成，0外围的USB PD3.0协议芯片。它能够支持3个FPDO和2个APDO。这些PDO可以通过PS引脚进行配置，方法是将一个电阻连接在PS引脚和GND引脚之间。此外，PS引脚还可以被配置为输出2.7V电压，并与D+/D-相连，以支持Apple mode 2.4A充电。HUSB338E集成了多种保护功能，包括VBUS过电压保护 (OVP)、欠压闭锁(UVLO)和热关断保护(TSD)。封装采用SOT23-6L。

图7：HUSB338E SOT23-6L封装图

产品特性：

• USB Type-C and PD Source

- 支持5V、9V和12V的固定PDO（FPDOs）

- 支持5V和9V的可编程PDO（Prog APDOs）

• 通过PS引脚实现多种功率等级：

- 悬空时：20W（支持PPS）

- 连接至GND时：25W（不支持12V FPDO）

- 通过51kΩ电阻连接至GND时：20W (不支持PPS)

- 通过20kΩ电阻连接至GND时：25W (支持12V FPDO)

• PS引脚可配置为输出2.7V，以支持Apple mode充电

• USB IO引脚具有±2kV人体模型ESD防护等级