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STMicroelectronics facilite la conception d'adaptateurs d'alimentation USB Type-C

Publié le 23 mars 2021 à 12:24 par François Gauthier        Sous-système STMicroelectronics

STMicroelectronics EVAL USB Type-C

Avec la conception de référence USB Type-C Power Delivery 3.0 (référencée STEVAL-USBPD27S), STMicroelectronics propose une solution capable de prendre en charge des bloc d'alimentation programmables (PPS, Programmable Power Supply) pour accélérer la conception d'adaptateurs d'alimentation compacts jusqu'à 27 W. L'USB PPS, introduit par l’USB-IF en 2017, fait référence au fait que l’alimentation peut échanger des données toutes les dix secondes, de sorte que celle-ci ajuste de manière dynamique la tension et le courant de sortie en fonction de l’état du récepteur. Ce qui permet d'économiser de l'énergie et de réduire les temps de recharge des appareils, la dissipation de chaleur ainsi que les coûts de nomenclature.

La conception de référence STEVAL-USBPD27S combine le microcontrôleur STM32G071, qui intègre un contrôleur d'alimentation USB Type-C complet sur puce, avec un contrôleur PWM (circuit STCH03) qui comprend une circuiterie de démarrage haute tension intégrée, une régulation de sortie à courant constant côté primaire et une gestion avancée de l'alimentation. Conçu pour les convertisseurs flyback à commutation zéro tension (ZVS) quasi résonants, ce circuit garantit un rendement élevé et une consommation en veille extrêmement faible.

Avec cette solution, les utilisateurs peuvent rapidement construire des adaptateurs d'alimentation USB à charge rapide qui répondent aux exigences strictes des régulations européenne CoC 5 Version 5 Tier-2 et américaine DOE Level VI pour une efficacité moyenne minimale de quatre points en mode actif et une puissance de veille inférieure à 40 mW.

Au sein de cette plate-forme de référence (reposant sur une carte de 59 x 35 x 21 mm), le microcontrôleur STM32G071 gère toute la section de commande numérique, y compris l'algorithme de contrôle du VBUS du côté secondaire ainsi que l'algorithme de ST pour la rectification synchrone adaptative qui améliore l'efficacité énergétique. L'algorithme de contrôle VBUS répond quant à lui aux spécifications USB Type-C Power Delivery et PPS et met en œuvre une compensation liée au câble (cable-drop) pour un contrôle précis de la tension fournie. La prise en charge du PPS permet ainsi d'ajuster la tension de sortie par incréments de 20 mV entre 3,3 V et 11 V, ainsi que l'ajustement de la limitation de courant par incréments de 50 mA, pour minimiser les pertes de conversion pendant la charge.

La mise en œuvre d’un microcontrôleur procure en outre aux utilisateurs une flexibilité additionnelle pour mettre en œuvre des couches d'application personnalisées supplémentaires et pour intégrer des améliorations au fur et à mesure que la norme USB Power Delivery évolue.

Enfin, le circuit TCPP01-M12 fournit une protection contre les décharges électrostatiques (ESD) de ±8 kV pour les lignes USB VBUS et Configuration Channel (CC), conformément à la norme CEI 61000-4-2 niveau 4. Il existe également une protection contre les courts-circuits entre les broches VBUS et les lignes CC et une protection pour éviter d'endommager l'équipement si un câble défectueux est inséré.

 

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