涵盖主流消费市场应用场景，易冲基于CPS8849A的三款参考设计解析
来源:充电头网发布时间:2023-09-082747浏览
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前言
易冲半导体推出了新一代的快充协议芯片CPS8849A，芯片协议支持十分全面，能够满足PD3.1快充，UFCS融合快充以及华为和三星手机快充协议。芯片内置高精度恒压恒流控制，内置ADC进行采样。支持光耦和反馈调压，并具备多种封装，充分满足充电器和车充等场合应用。
易冲基于CPS8849A这款协议芯片推出了三款参考设计，分别为一款A+C双口65W充电器，一款单C口65W充电器和一款双口同步升降压车充，涵盖主流的消费市场场景。充电头网已经拿到了这三款参考设计，下面就进行详细解析，介绍参考设计的用料方案。
易冲65W快充参考设计解析
基于易冲CPS8849A协议芯片的65W快充参考设计，支持输出配置单USB-C或1A1C接口，两个参考设计器件布局样式、大小一样，区别在输出端小板上。下面我们以1A1C接口配置的65W参考设计为例进行介绍。
DEMO主板正面器件布局紧凑，边缘还有一定的可用空间，可见此时的体积三围并非方案的极限。
实测易冲65W快充参考设计DEMO长度为70.4mm。
宽度为35mm。
厚度为31.44mm。
重量约为56g。
易冲半导体 65W 充电器参考设计一览，其中右侧为交流输入端，焊接保险丝，压敏电阻，安规X2电容，共模电感，整流桥，高压滤波电容和差模电感。中间位置焊接变压器，左侧焊接输出滤波电容和协议小板。
背面焊接氮化镓主控芯片，氮化镓开关管，同步整流控制器和同步整流管，初次级之间焊接反馈光耦。易冲半导体这款65W氮化镓快充参考设计采用反激开关电源，同步整流，输出电压由协议芯片通过光耦反馈，宽范围输出。下面我们就从输入端开始了解整个参考设计的用料与设计。
参考设计输入端一览，焊接高压滤波电容，整流桥，共模电感，安规X2电容和蓝色压敏电阻。
输入端保险丝来自华德电子，规格为3.15A 250V。
压敏电阻来自君耀，型号561KD10，用于雷击浪涌保护。
安规X2电容来自深圳圣融达。
电容规格为0.22μF。
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。
PCBA模块侧面焊接四颗高压滤波电容。
高压滤波电容来自KNSCHA科尼盛。
高压滤波电容规格为400V 27μF，总容量为108μF。
差模电感采用工字磁芯绕制，外套热缩管绝缘。
氮化镓主控芯片来自易冲半导体，型号CPS9010X，是一颗用于高功率密度离线反激电源的控制器，栅极驱动电压被精确的控制在5.8-6.2V，可以直接驱动增强型氮化镓开关管。易冲半导体CPS9010X支持QR和CCM模式，并采用专有的谷底锁定电路，谷底锁定数量可由用户选择。
CPS9010X内置X电容放电和高压启动电路，具备77V供电过压保护，采用负压电流采样，芯片支持多模式控制模式，支持绿色模式，内置抖频功能提升EMI性能，并内置完善全面的保护功能。芯片采用SSOP10封装。
易冲半导体 CPS9010X 资料信息。
开关管采用英诺赛科INN650D260A氮化镓功率器件，额定耐压为650V，导阻260mΩ，符合JEDEC标准的工业应用要求，支持ESD保护，支持开尔文源极。最高工作温度150℃。
INN650D260A支持超高开关频率，无反向恢复电荷，具有极低的栅极电荷和输出电荷符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。
INN650D260A支持AC-DC，DC-DC转换器应用，支持图腾柱PFC应用，支持电池快充，高功率密度和高能效转换应用。
充电头网拆解了解到，英诺赛科氮化镓芯片目前已被三星，OPPO，VIVO，联想，雅迪，LG，华硕，安克，努比亚，倍思，绿联，闪极等多家知名品牌和厂商所采用，出货量突破3亿颗。
为主控芯片供电的滤波电容来自永铭。
规格为15μF100V。
变压器磁芯采用胶带缠绕绝缘。
蓝色Y电容来自JEC智旭电子。
亿光 EL1019光耦用于输出电压反馈调节。
同步整流控制器也来自易冲半导体，型号CPS9901，具备120V耐压，支持3-25V宽电压输出，支持CCM/DCM/QR工作模式，支持高侧和低侧应用。芯片内置自供电技术，用于低压输出和高侧应用。支持最高200kHz开关频率，并支持开机栅极驱动钳位。芯片采用SOT23-6封装，支持快充和适配器应用。
易冲半导体 CPS9901 资料信息。
同步整流管来自扬杰电子，型号YJG60G10B，是一颗耐压100V的NMOS，导阻7.5mΩ，采用PDFN5060封装。
输出侧垂直焊接协议小板和输出滤波电容。
两颗输出滤波电容规格为470μF 25V。
协议小板正面焊接协议芯片。
背面焊接USB-C和USB-A母座。
协议芯片来自易冲半导体，型号CPS8849A，是一颗高度集成的快充协议芯片，芯片集成PD3.1快充，PPS快充和Vconn供电，支持UFCS融合快充，支持QC等多种快充协议。支持通过CC或DPDM引脚进行在线升级，芯片支持主从I2C通信，具备FB引脚用于DC-DC转换器控制，支持3-22V输出电压范围。
CPS8849A内部集成温度检测，集成低侧电流检测放大器，支持Vconn供电，支持使用NMOS作为VBUS开关管。芯片具备多功能GPIO引脚，放电电流可编程，具备初级AC电压检测和限功率检测，具备可编程的线损补偿、输出过电流保护和其他保护功能，满足充电器和车充等场合应用。
易冲半导体 CPS8849A 资料信息。
用于USB-C接口的VBUS开关管来自AOS万代，型号AON7534，NMOS，耐压30V，导阻4.1mΩ，采用DFN3*3封装。
用于USB-A的VBUS开关管型号相同。
USB-C母座采用过孔焊接固定。
USB-A母座也采用过孔焊接固定。
易冲DC-DC多口输出参考设计解析
基于易冲CPS5206+CPS8849方案的DC-DC多口输出参考设计器件单面布局，即便如此，PCB板正面电路看上去仍旧十分精简。PCBA模块为两路单独的升降压电路，共用输入端。任意单口输出功率为65W，双口同时使用时支持功率自动分配。
PCB板背面无任何器件，为单面布局。
实测PCB板长度为100.24mm。
宽度为69.93mm。
厚度为8.12mm。
DEMO净重约为48g。
同步升降压控制器，开关管和电感特写。
易冲半导体这款同步升降压车充采用CPS8849A协议芯片搭配CPSQ5206同步升降压控制器。CPSQ5206通过了车规认证，为单电感，四开关管，芯片支持3.8-36V输入电压，可以无缝在升压，升降压和降压模式过渡，芯片开关频率可选，并支持轻载模式。
芯片支持可编程电压输出和电流调节，满足USB-PD和PPS快充应用，支持2-36V输出电压，10mV步进，支持8A输出电流，50mA步进。还支持外部时钟同步以及可编程扩频，降低干扰和提升EMI性能。并具备完善全面的保护功能。
易冲半导体 CPSQ5206 资料信息。
同步升降压开关管丝印GT100N04。
另外两颗型号相同。
协议芯片采用CPS8849A，与充电器参考设计所采用的协议芯片相同。
输入端滤波电容和滤波电感特写。
两颗输出滤波电容特写。
输出VBUS开关管型号AON7534。
USB-C母座特写，过孔焊接固定。
充电头网总结
易冲半导体新一代协议芯片CPS8849A支持市面上主流的快充协议，并且支持光耦和反馈调压，可用于充电器，车充以及移动电源等应用。通过两款参考设计的应用，CSP8849A能够胜任氮化镓快充和多口同步升降压车充使用。
其中两款参考设计中芯片方案均来自易冲半导体。氮化镓控制器，同步整流控制器，同步升降压控制器以及协议芯片全部由易冲提供，易冲半导体现已实现有线快充和无线快充的全面布局，产品线涵盖多个方向。
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