在做USB PD快充適配器項(xiàng)目時(shí)，我深刻體會(huì)到一個(gè)“痛點(diǎn)”：既要支持多檔位輸出，又要做到高效率、小體積，還得控制熱損耗和EMI。在幾番嘗試之后，我選擇了Power Integrations的InnoSwitch3-Pro系列，這顆芯片幾乎滿足了我對(duì)快充電源的一切期望。
這是我第一次在項(xiàng)目中嘗試高度集成的PI芯片。InnoSwitch3-Pro本身就集成了高壓MOS、PWM控制器、同步整流控制器以及一個(gè)數(shù)字接口（I²C），支持可編程輸出電壓和限流配置，這一點(diǎn)對(duì)于USB PD來(lái)說(shuō)尤為關(guān)鍵。
我在PI官網(wǎng)上找到了參考設(shè)計(jì) DER-884，它為我提供了完整的電路拓?fù)?、變壓器設(shè)計(jì)參數(shù)、熱管理布局建議。利用PI Expert設(shè)計(jì)工具，我快速生成了原理圖和BOM，在此基礎(chǔ)上稍作修改后便做出了第一版樣機(jī)。測(cè)試結(jié)果非常不錯(cuò)：
整機(jī)效率達(dá)到93%（20V輸出時(shí)）；
空載功耗小于30mW；
熱設(shè)計(jì)優(yōu)異，MOS表面溫升低于70℃（環(huán)境溫度25℃）。
項(xiàng)目中最讓我印象深刻的，是PI芯片在EMI方面的表現(xiàn)。由于芯片內(nèi)集成的控制邏輯自帶軟啟動(dòng)、頻率調(diào)制和過(guò)壓過(guò)流保護(hù)功能，我只做了輕微的EMI濾波設(shè)計(jì)就順利通過(guò)了EMI預(yù)檢測(cè)試，這在傳統(tǒng)分立設(shè)計(jì)中幾乎是不可能的。
我在設(shè)計(jì)中還遇到一個(gè)小問(wèn)題：由于初始沒(méi)有合理規(guī)劃變壓器繞組比，導(dǎo)致初期電壓調(diào)整范圍不足，后來(lái)參考PI的設(shè)計(jì)文檔和PI論壇中其他工程師的建議進(jìn)行了繞組調(diào)整，才使20V電壓段輸出穩(wěn)定下來(lái)。
這次使用PI的經(jīng)歷讓我意識(shí)到：在快充方案日益復(fù)雜化的今天，一顆具備“數(shù)字可編程+高集成度+高可靠性”的芯片，將極大降低開(kāi)發(fā)門檻、提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
大家在USB PD方案設(shè)計(jì)中最頭疼的是什么？協(xié)議、電源、還是EMI？
