Silanna Semiconductor 宣布擴展其 100 W CO 2智能電源 DC/DC 轉換器系列，滿載時效率超過 98%。這些寬電壓、高頻負載點轉換器系列用于 USB-PD 應用，旨在提高效率。?

Silanna Semiconductor營銷總監 Tim Wilhelm 在接受采訪時指出，最新的電源管理挑戰集中在功率密度和效率上，確保在 CO 2排放方面節省 BoM 和更好的整體性能。完全集成的 SZDL3105B DC/DC 轉換器（降壓穩壓器）以 667 kHz 的開關速度運行，可提供高達 5 A 和 100 W 的輸出功率。它適用于高達 27 VDC 輸入的寬領先輸入和輸出范圍，并采用小型 4 mm x 4 mm QFN 封裝。?

CO2 的電源管理挑戰

電力部門技術效率的提高，在電力轉換效率方面，在減少 CO 2排放方面發揮了主導作用，其次是增加了可再生能源發電的份額，并使用了碳含量較低的化石燃料。發電和消費排放對于規劃和監測涉及電力部門的溫室氣體減排計劃是必不可少的。

最近估計，空載功耗幾乎占手機功耗的三分之二。正如 Silanna 指出的那樣，必須減少功率損耗，以優化能源浪費。空載功率是指連接到電源插座的充電器和適配器消耗的能量，而不是連接到相應設備的能量。?

因此，目標是開發在零負載下最小化功耗以實現最大能效的設備。Silanna 的 CO 2 Smart Power 概念體現了不懈努力創造越來越高效的產品的理念，這些產品通過消耗更少的能源和提供更好的性能來促進可持續發展。這種情況下的產品在運行過程中使用較少的能源，但在待機模式下也降低了所謂的“吸血鬼”能量。在大多數情況下，這直接轉化為使用更少電力的先進產品和系統，因此對有害 CO 2排放的貢獻更少。

DC/DC 轉換器

SZDPL3105B 可實現高效率，如圖 1 所示，減小了整個系統的尺寸和重量，并優化了 USB 端口電源應用的性能。Wilhelm 指出，極低的工作功耗可以優化空載條件下的功率損耗，這是監管認證的基本要求。內部和外部反饋分壓器的靈活性支持設計定制，而瞬時內部反饋解決方案允許干凈、良好控制的啟動操作，直到外部 USB 端口控制器可以偏置并輕松控制輸出電壓。?

圖 1：在 667 kHz 高開關頻率下保持最大功率時的高效率（來源：Silanna）

圖 2：SZDL3105B 高頻、寬 VOUT、USBPD 降壓轉換器（來源：Silanna）

“圖 2 的功能框圖顯示了 SZDL3105B 如何從外部連接到 USB PD 控制器，USB PD 控制器連接到我們的反饋引腳并控制輸出電壓。一旦與客戶端通信，PD 控制器的 Vout 就會打開數據并通過 USB 電纜連接 Vbus 信號輸出。因此，我們的設備始終處于高頻狀態，以保持輸出濾波器非常小，從而為您提供最佳緊湊型設計，”Wilhelm 說。

與之前的版本一樣，新設備具有全系列的 PD 3.0 協議，可提供快速充電。正如 Wilhelm 指出的那樣，唯一的區別是，使用新的解決方案，可以在 PD 3.0 的全部 100 W 中覆蓋高達 5 A 的電流。“它專為所有帶有雙輸入 LDO（VIN 和 VOUT）的 USB 端口控制器的最佳性能而設計，以提高效率，”Wilhelm 評論道。它包含一個瞬時內部 FB 電阻分壓器，允許任何端口控制器上電并在啟動時將 VOUT 平滑控制為 5.0 V（圖 3）。

圖 3：優化 USB 端口性能和獨立操作的架構（來源：Silanna）

“控制器從降壓轉換器的輸出中獲得電源。因此，當您從零上電時，USB PD 控制器沒有任何功率，直到輸出上升到足以偏置 PD 控制器。控制器正在控制我們的電阻反饋節點。這是對我們的產量平穩增長的描述。如果我們沒有這個電阻網絡，我們就處于開環配置。如果我們沒有閉環，那么我們可以給任何降壓轉換器上電，它的輸出會有很大的波動。在內部，當我們只加電幾毫秒時，我們有自己的電阻分壓器接地，以便輸出完美平滑地上升到 5 V。然后，大約 4 V 是我們控制 USB PD 控制器并允許它來控制輸出電壓。所以，

效率接近 99%，最大負載為 20 V，5 A (100 W)。即使低至 5V，效率仍保持穩定在 95%。“現在，效率很好，但產生的熱量對于制造非常小的封裝至關重要。對效率的妥協將使我們能夠管理這些條件。減少消耗將使 CO 2節約，從而推動生態系統朝著更清潔的環境發展，”Wilhelm 說。

Silanna 新 IC 中的 FET 集成提供了良好的效率和控制可靠性的可能性。對柵極進行非常嚴格的控制，即檢測設備何時開啟或何時關閉，等同于提高效率和可靠性。“外部 FET 轉換器無法嚴格控制，驅動器和輸出之間會存在寄生效應，從而導致死區時間。與我們的技術一起使用的集成避免了寄生效應，并將死區時間減少到大約 6 納秒，”Wilhelm 說。

圖 4 中的參考設計支持完全單片功率 FET，無需其他半導體組件。667 kHz 的開關頻率將解決電感器和輸出電容器的尺寸問題，從而減少系統的整體尺寸。“您可以使用標準模制小型電感器或自制線圈電感器。只需使用 MLCC 或小于 50 uF 的多層陶瓷電容器，它們高度可靠、體積非常小且具有非常好的溫度特性，”Wilhelm 說。

圖 4：小空間中的 100 W 簡單設計（來源：Silanna）

Silanna 提供 SZDL3105BA-EVB01 評估板 (EVB)，這是 SZDL3105B 器件的設計示例。最初，該板配置為 5 V / 5 A 輸出。開爾文連接可用于監控 Vin 和 Vout，以準確測量轉換器輸出端的效率以及線路和負載調節。SZDL3105BA-EVB01 旨在使用 Weltrend WT6633P（Qualcomm QC2/3/4，USB-PD）控制器子板、Power Integrations CHY103（Qualcomm QC3）或 Cypress CYPD3175（Qualcomm QC4，USB-PD）控制器子板進行評估（圖 5 和 6）。

圖 5：評估板 (EVB)（來源：Silanna）

圖 6：EVB 原理圖（來源：Silanna）

　　審核編輯：湯梓紅