訴求市場最高功率密度 英飛凌USB PD參考設計將於3月上線

台灣英飛凌科技電源管理及多元電子事業處資深行銷經理陳志星指出，USB PD已逐漸取代現有的充電傳輸介面標準，成為消費性產品的主流設計。(照片／台灣英飛凌提供)。

在各設備商的產品功能與營收考量下，市面上電子設備的充電介面標準向來多元，為了讓使用更方便，USB-IF協會近年來全力推廣USB PD標準，透過單一介面就可以為手機、數位相機、顯示器等…設備充電。不過電子設備種類繁多，使用的功率也不相同，且多數廠商的研發工程師對USB PD仍然陌生，在產品設計階段容易產生困擾，英飛凌科技(Infineon)將在近期推出的USB PD參考設計(Reference design)方案REF_XDPS21071_45W1，聚焦在45W範圍，訴求小體積與高充電效能，協助工程師快速完成具備USB PD設計。

台灣英飛凌科技電源管理及多元電子事業處資深行銷經理陳志星指出，為了儘量滿足市場需求，USB-IF協會將USB PD的供電瓦數設定從2.5W~100W，此一區間涵蓋了手機、數位相機、平板電腦、筆記型電腦與顯示器等消費性領域常用的電子設備，透過一條USB PD介面的充電器，就可為不同產品充電。不過簡單使用模式背後是複雜的設計，不同設備的電流、電壓需求各有差異，USB PD充電模組必須在接入設備時，就能偵測到對應的功率條件，並即時調整自身的供電方式，英飛凌的REF_XDPS21071_45W1就可作為工程師設計USB PD的參考，進一步縮短產品上市時間。

REF_XDPS21071_45W1鎖定在45W範圍，內部包含了英飛凌的XDPS21071數位控制器、一個高壓MOSFET與三個中低壓MOSFET。XDPS21071數位控制器具備零切換功能，並提供高頻切換頻率，可大幅提升電源效能。高壓MOSFET為英飛凌CoolMOSTM P7系列產品，擁有高性價比與高防靜電特色。中低壓MOSFET則是OptiMOSTM系列，此產品僅需5V驅動即可完全導通，進而提高USB PD的效率。

REF_XDPS21071_45W1的運作模式是AC電流進入後，控制器負責驅動高壓MOSFET，三個中低壓MOSFET各自負責大功率同步整流與訊號開關功能。其功率密度可達22W/ inch3，操作頻率高達140 kHz，具備完整的USB PD功能，輸出功率最高可達60W。

在封裝方面，REF_XDPS21071_45W1採用SMD，SMD以自動化產線進行組裝的特色，可大幅降低生產成本，更有助於縮小體積。不過雖然體積縮小，但其供電效能卻更高，陳志星指出，目前市場的主流充電產品的，其功率密度都還不及15W/ inch3左右，REF_XDPS21071_45W1則高達22W/ inch3。至於製程材料部分，REF_XDPS21071_45W1則使用矽晶圓。

陳志星表示，近年來GaN雖廣受電源產業期待，但如果從製程成熟度、可靠度與成本來看，矽製程仍是目前最佳選擇。透過封裝模式與半導體材料選擇，REF_XDPS21071_45W1有效降低成本，在此同時，其功率密度又遠高於市場現有產品，再加上完整的功能，這都讓英飛凌的此一參考設計，成為USB PD設計的最佳選擇。

USB PD讓電子設備的充電方式更簡單，不必因不同設備製造、購買對應介面的供電器，也相對更環保，因此標準問世後，迅速獲得市場支持，根據市場的調查報告，從正式有USB PD產品問世後，自2017年銷售量就一路上揚，在2019年已經超過現有的充電標準設備，由市場反應可以看出，USB PD已然成為新一代消費性電子產品的充電標準，包含中國和美國等手機大廠，新一代手機已都採用USB PD規格。

面對此一趨勢，陳志星建議設備廠商儘快發展相關技術，英飛凌也將在3月就在線上提供REF_XDPS21071_45W1的參考設計，工程師可藉此縮短設計時程，維持企業的市場競爭力。(賴品如整理報導)

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