前言
能源的合理高效使用歷來受到政策法規及相關企業的重視。 眾多新技術的使用，使得充電裝置工作時的轉換效率得以提升，但電子裝置更多時候處於不充電的待機狀態，單看待機功耗指標雖然不大，但由於長時間的待機，總功耗還是相當可觀。如何降低這部份損耗，是業界目前越來越關註的一個話題。
據【IEC62301 家用電器待機功耗的測量】這一標準規定，功耗<5mw即為零待機。同樣，業界標桿企業之一的三星電子也將5mW定義為零待機的分界線。並於2021年8月在其網站明確提出，目前其手機充電器產品上執行的20mW待機標準在2025年前要全部更換到5mW。也就意味著，明年開始，三星的手機快充極有可能都會采用零待機方案。
充電頭網了解到晶豐明源推出了一款待機零功耗的PD快充組合方案，支持25W及更大功率快充，主要由晶豐明源自研的準諧振反激控制器芯片BP87640、次級側控制器芯片BP62640以及磁耦合隔離器芯片BP818構成。
並且，透過公開途徑可以查詢到，磁耦通訊方式作為晶豐明源實施其零待機功耗方案的最核心技術，已公開的相關國內外專利多達30余項。
晶豐明源待機零功耗快充解決方案demo
晶豐明源待機零功耗快充解決方案demo正面特寫。
該方案側面特寫。
該方案PCB板特寫。
該方案USB-C母座特寫。
該方案demo長度實測為44.12mm。
該方案demo寬度實測為44.12mm。
高度為13.97mm。
重量為23.8g。
接下來將會對構成這款方案的主要芯片作一個詳細講解，逐一解釋其功能和作用，以便更清晰地理解整體方案的設計和實作原理。
BP87640
BP87640是晶豐明源推出的一款零待機功耗的準諧振反激控制器芯片，內建GaN門驅動器。該芯片具有130KHz的最大開關頻率，內部整合了700V高壓啟動電路，並支持最高150V的輔助供電，適用於非常廣泛的輸出電壓範圍。
BP87640透過磁耦合器BP818與次級側控制器BP62640通訊，實作了二次側調節。它通常在QR和DCM模式下進行谷底切換操作，具備高效率和良好的EMI效能。
BP87640采用SSOP-10封裝，符合LPS規定，具有逐周期電流限制、輸出過電壓保護、輔助供電過電壓保護、二次整流器短路保護、反饋開路保護、過溫保護等保護機制，適用於QC / USB PD / 可編程交流/直流充電器領域，搭配這款芯片可以研發出高效率低功耗體積小的充電器。
BP62640
BP62640 是一款AC/DC次級側控制器，可與準諧振反激控制器芯片BP87640配合使用，在旅行介面卡套用中實作零待機功率。
BP62640采用基於輸出電壓紋波的控制演算法，確保快速瞬態響應，同時消除了對復雜環路補償電路的需求。透過磁耦合器BP818向主控制器發送請求訊號，實作對輸出電壓的精確調節。在待機狀態下，BP62640可進入超低功耗的睡眠模式，在次級端消耗極低，同時消除了反饋電阻網路的損耗，而且磁耦合器無需偏置電流，進一步降低了系統功耗。
此外，BP62640還整合了先進的同步整流控制器，最佳化了驅動占空比，提升了系統效率。透過電荷泵電源，輸出電壓可調至最低2.8V。BP62640提供QFN3*3-16L封裝，為電子設計提供了更多的選擇。
BP818
BP818 是一款磁耦合隔離器，內建了兩個耦合線圈，透過利用磁耦合傳輸資訊，並提供電氣隔離，可提供穩定可靠的效能，相比傳統光耦合器，它消除了低精度、非線性電流傳輸比以及有限的使用壽命等缺點，而且磁耦元器件在待機狀態下，基本處於靜默狀態，完全不需要消耗能量，能系統的能源損耗更低，專為離線電源的主次通訊而設計。
BP818 在主次兩側均無需偏置電流即可執行，大大降低了系統的待機功耗。BP818 符合全球強化絕緣的安全要求，采用LSOP-4封裝，爬電比距為8mm，隔離電壓高達5000VAC。
BP818已經透過了UL62368、TUV（IEC62368）、CQC（GB4943.1）、VDE（IEC60747）等安全法規的認證。與主次控制器結合使用，可以建立高效能的開關電源完整解決方案。
待機功耗測試
雖然零待機功耗指標的定義為5mW內，但為了確保大批次生產時的安全性，一般需要留有一定的余量。在這方面，晶豐明源的這款方案在目前同類方案的對比中，表現非常出色。
由上表可以看出，當裝置處於90V交流電下、空載狀態時，其功率消耗大約在1mW左右；當裝置處於230V交流電下、同樣處於空載狀態時，功率消耗小於2mW。這完美符合待機零功耗的功率消耗要求。
待機功耗除了芯片本身的耗電外，外圍元器件的漏電也會影響功耗。通常來說，功率越高，實作零待機功耗就越困難，晶豐明源的25W方案在230V空載下的功率消耗僅在2mW以下，相比零待機功耗規定的5mW，擁有非常充足的余量空間，更有希望挑戰更高的充電功率。
充電頭網總結
晶豐明源新推出了一款PD快充組合方案，可以實作待機零功耗，並且余量巨大。該方案由BP87640準諧振反激控制器芯片、BP62640次級側控制器芯片和BP818磁耦合隔離器芯片構成。透過緊湊設計整合多功能模組，可以有效提高裝置效能，顯著降低能源消耗。其中BP87640具備零待機功耗，內建GaN門驅動器，支持廣泛的輸出電壓範圍。BP62640采用基於輸出電壓紋波的控制演算法，實作零待機功率和超低功耗睡眠模式。BP818作為磁耦合隔離器，提供穩定可靠的效能，無需偏置電流即可執行，符合全球強化絕緣的安全要求。整合使用可以組成高效能的開關電源完整解決方案。
該零功耗PD快充方案透過整合和設計最佳化，成功地提高了裝置效能並降低了能源消耗。在230V空載下的功率消耗僅在2mW以下，不僅能夠滿足使用者的快速充電需求，還能夠有效地節約能源、保護裝置並提升使用者體驗。
