STMicroelectronics verbessert mit seiner neuesten Innovation die Nachhaltigkeit im Bereich Personal Computing. Der neue Chip mit der Bezeichnung ST-ONE erhöht die Energieeffizienz einer Vielzahl von Wechselstromadaptern, die vollständig mit USB-PD 3.1 kompatibel sind, einschließlich Ladegeräten für Laptops und Smartphones. Neue, mit ST-ONE gebaute Adapter können sowohl die CO(2)-Emissionen als auch die Menge des verbrauchten Kunststoffs reduzieren.

Der neue ST-ONE-Chip lässt sich mit den MasterGaN-Leistungsausgangsmodulen von ST kombinieren, die auf der fortschrittlichen Galliumnitrid (GaN)-Halbleitertechnologie basieren. Die GaN-Chips ermöglichen erhebliche Energieeinsparungen und kleinere Geräteabmessungen. Obwohl Laptops optionale Stromspareinstellungen bieten, kann jedes Gerät noch mehr Energie sparen, wenn es mit einem effizienteren Netzteil ausgestattet ist.

Dies verbessert das Umweltprofil und den CO(2)-Fußabdruck. Der ST-ONE-Chip ist für die Steuerung von Netzteilen optimiert, die Energie zurückgewinnen, die normalerweise als Wärme von herkömmlichen Schaltkreisen abgeführt wird. Außerdem vereinfacht er das Design von Schaltkreisen durch eine erhebliche Reduzierung der Anzahl von Komponenten, wodurch diese Art von Stromversorgungen robuster, erschwinglicher und auf dem Markt weiter verbreitet werden können.

Die Verringerung des Materialverbrauchs, z.B. von Kunststoffen, wird durch die Erhöhung der so genannten Leistungsdichte erreicht, die es kleineren Komponenten ermöglicht, eine größere Leistung zu erbringen. Eine hohe Leistungsdichte senkt auch die Recycling- und Umweltkosten. Das auf der Messe Embedded World in Nürnberg ausgestellte Referenzdesign EVLONE65W von ST ermöglicht es, dass ein 65-Watt-USB-C-Adapter mit der gleichen Größe und dem gleichen Gewicht (weniger als 70 g bei einem Volumen von 37 cm3) wie ein Standard-Smartphone-Ladegerät mit 20 Watt die Anforderungen an das Laden eines Laptops erfüllt.

Dieses Gerät erreicht die weltweit höchste Leistungsdichte mit mehr als 1,8 Watt Leistung pro Kubikzentimeter. Weitere technische Informationen ST-ONE ist für Designs optimiert, die auf einer neuartigen, nicht-komplementären Active-Clamp-Flyback-Topologie basieren, die eine hohe Leistung von über 65 W bei höherer Effizienz als andere Topologien, wie z.B. die quasi-resonante Flyback-Topologie, ermöglicht. Er ist der weltweit erste digitale Controller, der einen programmierbaren Offline-Stromversorgungs-Controller auf der Basis eines Arm(R) Cortex(R)-M0+-Kerns, eine Hochspannungs-Startschaltung, einen Synchron-Gleichrichter-Controller und eine USB-Power-Delivery-Schaltung (USB-PD) in einem Gehäuse integriert.

Der ST-ONE enthält alle für die Steuerung der Umwandlung erforderlichen Peripheriegeräte. Die USB-PD-Kommunikation ist auf der Sekundärseite implementiert, und eine verstärkte galvanische Isolierung sorgt dafür, dass die primär- und sekundärseitigen Schaltungen unter Einhaltung der Sicherheitsanforderungen miteinander kommunizieren können. Durch den Einsatz der integrierten MasterGaN-Leistungsstufe mit fortschrittlichen Wide-Bandgap-Transistoren und optimierten Treibern arbeiten die Adapter mit höheren Schaltfrequenzen und ermöglichen so kleinere magnetische Komponenten zur Maximierung der Leistungsdichte.

Der ST-ONE verfügt über 64kByte eingebetteten Flash-Speicher, mit dem die Entwickler sowohl das USB-PD-Protokoll als auch die Leistungsumwandlungsstufe anpassen können. Der ST-ONE-Controller wird mit USB-PD 3.1 PPS-zertifizierter Firmware geliefert, die im Flash-Speicher vorinstalliert ist, so dass der Anwender eine schlüsselfertige Lösung für die Entwicklung von Standardanwendungen erhält. ST-ONE ist in Produktion und ab sofort in einem SSOP36-Gehäuse ab $3,70 bei einer Bestellmenge von 1.000 Stück erhältlich.