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顺应苹果手机全面支持USB PD快充的风向,近日,新利软件半导体技术有限公司(MIX-DESIGN)推出了一款集成同步整流的USB PD3.0的高集成度控制芯片,经过测试发现该芯片除支持PD3.0外,还支持高通QC3.0、QC2.0、华为FCP、MTK PE+2.0、Apple 2.4A及BC1.2等充电协议。可以说已经能支持市面上绝大部分手机的快充功能。
新利软件半导体透露,该多协议IC主要针对45W以下的AC-DC USB PD adapter应用进行了深度优化,MIX-DESiGN新利软件MX5420支持18W-45W不同输出电压电流的应用。我们此次测试拿到的方案是一款超简洁的18W PD3.0充电器DEMO,仔细了解该芯片后,发现MX5420控制器除了外围电路超简洁外,其它功能亮点颇多。

一、PD3.0+多协议控制器+同步整流
新利软件 首先作为一款高集成度的芯片,MIX-DESiGN新利软件MX5420除支持USB PD3.0规范外,兼容QC3.0、华为FCP、BC1.2、Apple 2.4A等充电模式,并把次级同步整流控制器内置进去。

二、专有的智能反馈技术(Smart-Feedback)
该芯片搭载了新利软件半导体专有的Smart-Feedback技术,采用数字算法把传统初次级电压及电流RC环路补偿网络直接省去,同时因为Smart-Feedback加持,没有传统反馈环路系统不稳定的问题,工程师在采用MIX-DESiGN新利软件MX5420设计时不需要要考虑难调的环路增益和反馈裕度,因此得益于该公司Smart-Feedback的技术,除了电路能更加简洁,同时更大大节省工程师的开发时间和成本。而且在这样阻容器件大幅度涨价缺货的时候,估计搭载Smart-Feedback技术的方案将大受欢迎。

5MX5420+MX6580 18W PD快充DEMO简洁的内部原理图

三、无需次级电流Sense电阻,实现每个细分电压段的精确恒流
新利软件 MIX-DESiGN新利软件MX5420与该公司初级芯片MX65XX协同工作,初次级采用数字算法协调控制,在无需次级检测电阻的情况下,能让输出电压在每一个上升或下降Step实现精准恒压恒流。

四、外部可编程输出功率及个性化恒流恒压自由设置
同时MIX-DESiGN新利软件MX5420采用外部可编程输出功率的技术,每颗芯片输出功率从18W-45W及恒压恒流点客户在应用电路设计时随时可以编辑设定。
经过ChargerLAB POWER-Z KT001实测,该方案支持USB PD3.0协议,并具备5V、7V、9V、12V四档电压输出,最大输出功率为18W。
新利软件除此之外,该方还支持Apple 2.4A、USB DCP、QC2.0、QC3.0、FCP等充电协议。

该套方案初级PWM控制器搭配的是MIX-DESiGN新利软件MX6580,初级的外围器件也极其简单,我们看到MX6580同样是一颗超高集成度的产品。
MIX-DESiGN新利软件MX6580具有以下主要功能:
(1)支持QC3.0快充,电压调节范围3.6V~12V;200mV一个Step
(2)支持USB PD快充;
(3)内置MTK PE1.1/2.0快协议,无需次级的协议IC也可独立工作;
(4)多模PWM和PFM工作,防止进入音频模式并提高效率;
(5)搭配MIX-DESiGN新利软件次级MX54XX,执行专有的Smart-Feedback技术,消除V/I环路补偿网络;
(6)采用可编程电缆补偿技术;
(7)内置700V耐压功率MOSFET,无需外设初级开关管,节省PCB空间,降低成本,利于开发小体积产品。
让人惊奇的是新利软件半导体推出的这颗初级控制IC MX6580将原本需要外置的初级高压MOSFET连同控制芯片一起封装到了一个小小的SOP-7的封装里面,如能达到满18W的输出功率,这将是目前业界18W快充功率密度最高的一颗初级整高压整合芯片。
新利软件 据该公司FAE介绍,该DEMO在40℃环境温度下,主要器件的温度均满足要求安规要求。为了将MX6580内置的这颗高新能MOSFET和控制芯片内置到一个SOP-7的小封装里面,该公司器件工程师对其做了深度优化,采用超结技术将开关速度提升和RON降低的情况下,同时又做到了与传统平面MOSFET相类似的EMI性能。

同时MX6580 VCC耐压达到60V,因此在输出宽范围的情况下,无需外部串联稳压电路。

以下为MIX-DESiGN新利软件MX6580初级IC搭配MIX-DESiGN新利软件MX5420次级IC组成的多协议快充方案DEMO板:
此次我们看到新利软件半导体技术有限公司推出的这套符合USB-PD3.0的多协议控制芯片,有非常多的技术亮点,相信未来必定会有比较好的市场反馈。
新利软件半导体在传统AC-DC电源市场耕耘了多年,也是业内为数不多的有能力在电源初、次级IC同时做设计优化的半导体公司,该公司以往在传统AC-DC非快充市场已取得不错占率和口碑,目前新利软件半导体在台北,上海,苏州均设有研发部门,近年来在数模混合设计积累了丰富经验,这次推出的方案可以说是公司厚积薄发的表现,新利软件的销售人员透露,这次推出的产品只是刚开始,未来几个月他们将陆续推出符合PD3.0,QC4+,PPS及第三方高低压直充的快充控制芯片,产品将涉及AC-DC及DC-DC等领域。