Az USB Type-C és a Quick Charge (QC) két új áramellátási szabvány a jelenlegi piacon, valamint a piaci trendek. E két fő kritérium közös jellemzője, hogy a kimeneti feszültséget be kell állítani. Az Anshen Mei Semiconductor egynyomású induktivitású H-híd erősítő teljesítményszabályozója széles bemeneti feszültségtartományhoz és széles kimeneti feszültségtartományhoz képes alkalmazkodni, ami különösen alkalmas az USB TYPE-C vagy a QC 3.0 használatához, amely feszültségszabályozást igényel a követelményeknek megfelelően az elektromos berendezésekről. Alkalmazások. A chipbe integrált I2C interfészt a külső mikrokontroller (MCU) állíthatja be a kimeneti feszültség fokozatos beállításához, és különféle gyors töltési protokollokat is megvalósíthat, például C típusú USB PD, QC 2.0 / 3.0 -C port. , Dokkolható az Apple Lighting Interface Fast Charge Agreement és a Samsung Interface Fast Charge Agreement.
Az USB TYPE-C és a gyorstöltés áttekintése 1. USB TYPE-C Elektronikus termékek, például számítógépek, mobiltelefonok, digitális fényképezőgépek stb. gyakran össze kell kapcsolni az adatokat, vagy más elektronikus eszközökkel kell ellátni a tápegységeket, de az adapterek és kábelek különféle specifikációi nagy kényelmetlenséget okoznak a használatban, és növelik az utazótáskák súlyát. A kábelkötegek és a felesleges hulladékok számának csökkentése érdekében létre kell hozni az USB TYPE C interfész szabványt. Az USB TYPE C interfész célja, hogy egységes interfészt fogadjon el a különböző elektronikus eszközök között, miközben biztosítja az áramellátást és az átviteli adatokat, valamint támogatja az audio és az ügyfél személyre szabott kommunikációs protokolljait. Az USB töltési technológia fejlődését az 1. ábra mutatja.
1. ábra: Az USB töltési technológia fejlődése Az USB PD támogatja a különböző teljesítményű tápegységeket. Az alapértelmezett 5 V @ 2A indításkor támogatja, és 18 W-ra, 36 W-ra, 60 W-ra, 100 W-ra stb. állítható be, a kábel 1.5 A feletti áramerősséget támogat, és több teljesítményt kell állítani. A kimeneti feszültség magas érték annak biztosítására, hogy a kábeláram ne haladja meg a specifikációt. Ezenkívül az USB PD protokoll további teljesítmény- és feszültségválasztást is támogat.
2. Quick Charge A Quick Charge egy olyan technológia, amelyet a kézi eszközök gyors töltésének támogatására fejlesztettek ki. A kimeneti feszültség növelésével a kimeneti teljesítmény növelése érdekében a kimeneti feszültséget a D +, D- USB jelvonal határozza meg. A QC 3.0 szabvány támogatja a 200 MV / rendelési feszültségszabályozást, hogy optimalizálja a kézi eszköz töltőrészének átalakítási energiahatékonyságát és csökkentse a hőmérséklet-emelkedést.
Az NCP81239 jellemzői és működési elve Az NCP81239 széles bemeneti feszültségtartományt támogat, dinamikus programozható kapcsolási frekvenciákat biztosít 150 kHz -től 1.2 MHz -ig, integrált 4 MOSFET meghajtót, biag árammód vezérléssel, támogatja a kimeneti előgyulladás indítását, adaptív holtidő -szabályozást a közvetlen megelőzés érdekében, független bemeneti és kimeneti áramérzékelés, kimeneti feszültség (0-20 V tartomány) programozható, integrált túlfeszültség, alulfeszültség, túláram és pontos túlterhelés elleni védelem stb.
2. ábra: Az NCP81239 tipikus alkalmazási kapcsolási rajza Az NCP81239 bifidális árammódú emelőnyomás -szabályozót használ, amely lehetővé teszi a buck mód zökkenőmentes átkapcsolását a boost módra. Az I2C interfész csak két jelvonalat használ a kétirányú soros kommunikáció eléréséhez, és a nyitott elvezetés kényelmes lehet az 1.8 V, 2.5 V, 3.3 V és 5 V logikai MCU -k számára különböző logikai szinteken.
A bemeneti és kimeneti áramot egy nagy oldali érzékelő ellenállás érzékeli. Az észlelt feszültség két belső és külső csatornára van felosztva: a belső áramjelet hurokvezérlésre és az áram mód áramkorlátozó védelmére használják, a túláramvédelmet pedig belső regiszterek hajthatják végre. Beállítás vagy maszk, a belső rögzített erősítés 10-szeres, a belső áramérték a megfelelő regiszterben tárolódik az analóg-digitális átalakítón (ADC) keresztül, és az I2C le tudja olvasni; a külső áramjelet az MCU le tudja olvasni a megfelelő szoftverművelet végrehajtásához, a külső impedancia beállíthatja az árammérés tartományát, és az átalakítást észlelő áram 5 ms, és a külső is átadhatja az ellenállás kondenzátort az áram szűrésére jelet átlagértékbe.
Az NCP81239 beépített 4 csatornás 7 bites ADC-vel rendelkezik, amely bemeneti és kimeneti A / D konverziót valósít meg, és a megfelelő érték az I2C belső regiszterének beolvasásával olvasható le. A belső visszacsatolási referenciafeszültség 9 bites DAC-on keresztül állítható be, és a referenciafeszültség 0 V és 2.55 V között mozog, és a kimeneti feszültségtartományt külső feszültségosztó hálózat állíthatja be. Mivel a belső lépcsőméret 9 ADC -vel rendelkezik, a lépés mérete viszonylag kicsi, így kényelmes a kompenzáló kábel nyomásesését az MCU I2C interfésszel beállítani, így a terhelési feszültséget a beállított érték hiba tartományán belül lehet tartani, ami nagyon alkalmas a QC3.0 -hoz vagy A szabályozáshoz az USB PD szükséges.
Az USB PD, QC2.0, QC3.0 specifikációi szerint, ha dinamikusan kell beállítani a kimeneti feszültséget, akkor a nyomásszabályozási arány is érintett. Ha a nyomásszabályozó fordulatszám túl gyors, az induktivitási áram túllép, a kimeneti feszültség túllép vagy lecsökken. Az NCP81239 beépített regiszter az I2C interfészen keresztül állítható be, ezáltal szabályozva a feszültség emelkedésének és csökkenésének meredekségét a szabályozásban.
Az NCP81239 előremenő túláramvédelmet végez az RS1 bemenet csúcsáramának észlelésével, és az áramkorlátozó mód egy hicked mód. Akár a buck, akár a boost módban, amikor a túláramot egy ciklus észleli, a Q1 határértékű bemeneti áram azonnal lekapcsol. Ha az időnkénti áramlási sebesség eléri a 2 ms-ot, vagy az FB feszültsége 300 millivolt alatt van, lépjen a gyors leállítás üzemmódba, és kapcsolja ki a 4 kapcsolót, majd indítsa újra az eredeti beállított kimeneti feszültséget és áramot. A túláramvédelmi értéket az I2C vagy az áramérzékelő ellenálláson keresztül lehet beállítani, és az áramérzékelő ellenállások kiválasztásának biztosítania kell, hogy a CSP1-CSN1 feszültsége ne haladja meg az op amp feszültségtartomány 100 mV-ot. Ha 5 milliobikus észlelési ellenállást használ, akkor a megfelelő csúcs túláramvédelmi értéket alább vesszük, az alapértelmezett érték 7.6 A.
1. táblázat: 5 MΩ érzékelési ellenállás Megfelelő csúcs túláramvédelmi érték (előremenő túláramvédelem) A 4 kapcsoló szinkron egyenirányítás emelési nyomását könnyű terhelés üzemmódban szabályozzák, túlterheltek kis terhelésre, kimeneti túlfeszültség-védelem, és kimenetek a nagyfeszültségtől az alacsony feszültségig beállítás. A CSP2 / CSN2 a fordított áram észlelésére szolgál, ha a fordított áram meghaladja az áramhatár beállítási értékét, ha a kimeneti feszültség a beállított feszültségtartományon belül van, a Q4 azonnal kikapcsol, hogy megakadályozza a fordított irányú áram folyamatos növekedését. Ha bak módban van, akkor a Q4 visszaadásra kerül, amikor a Q2 ki van kapcsolva. A túláramvédelmi értéket az I2C vagy az áramérzékelő ellenállás állíthatja be. Az áramérzékelő ellenállások kiválasztása Annak biztosítása érdekében, hogy a CSP2-CSN2 feszültsége ne haladja meg az op amp feszültségtartomány 100 mV-ot. Ha 5 milliocar érzékelő ellenállást használ, a megfelelő túláramvédelmi csúcsérték a következő, az alapértelmezett érték -8 A.
2. táblázat: 5 MΩ érzékelő ellenállás, amely megfelel a csúcs túláramvédelmi értékeknek (fordított túláramvédelem) Ha a kimeneti feszültség meghaladja a beállított 110%értéket, és az idő meghalad egy kapcsolási ciklust, az NCP81239 túlfeszültség -védelmi módba lép. Túlfeszültség -védelem esetén az S1 ki van kapcsolva, az S2 vezetés, az S3 és az S4 felváltva bekapcsol, hogy lemerítse a kimeneti feszültséget, miközben megakadályozza, hogy a fordított áram meghaladja a beállított fordított védelmi áramértéket. A kimeneti túlfeszültség meghibásodása esetén a kapcsolási frekvencia 50 kHz -re csökken, megakadályozza az induktivitás telítettségét és csökkenti az áramcső energiafogyasztását.
3. ábra: Kimeneti túlfeszültség-védelem ábra A hagyományos szinkron egyenirányítás aktiválódik, ha előfeszültség van, és a kimenet először lemerül, majd emelkedik. Amikor a kimenet előkikapcsolva van, az NCP81239 elindul, és a nem szinkron egyenirányító üzemmód elindul, és a kimeneti kisülés nem alkalmas az akkumulátor terhelésére.
A kimeneti feszültség 3.3 ms-on belül van a beállított +/- 5%-tól, POWER GOOD jelet ad, miután a késleltetés 3.3 ms. Ha a kimeneti feszültség meghaladja a beállított értéket, +/- 7% meghaladja az egyik kapcsolási ciklust, a Power Good Register törlődik, és a megszakítási jel megjelenik.
Az NCP81239 4 I2C címet támogat, amelyek az ügyfél igényei előtt konfigurálhatók, és az I2C cím alapértelmezett modellje az E8H / E9H.
Ezenkívül maga az NCP81239 szupermoy védelemmel is rendelkezik, és a chip csomópont hőmérséklete meghaladja a 150 fokot, és négy kapcsoló ki van kapcsolva, és a hőmérséklet 125 fok után újraindul.
Referencia kialakítás Az Anshen Mei Semiconductor 60 W-os autós töltőt, laptop külső dokkolót, asztali alkalmazásokat, TYPE-C interfészt, például TYPE-C interfészt biztosít, kis térfogatot, nagy energiahatékonyságot, kielégítő USB PD és gyors töltés specifikációk szerinti alkalmazási követelményeket.
Összefoglalás A TYPE-C interfész egyetlen interfészsé válik az elektronikai termékek között, a nagy teljesítményű USB PD különböző feszültséget és teljesítményt a kimeneti feszültséghez kell igazítani. Az Ansian Semiconductor NCP81239 egy kiemelt funkcióval és egy teljes védelmi funkcióval rendelkezik, amely ideális a széles feszültségbemenethez, az állítható feszültségkimenet, például az USB PD és a Quick Charge nagy megbízható alkalmazásához, valamint az akkumulátor töltéséhez, egyedülálló vezérléséhez üzemmód megvalósítása Nagy hatékonyságú emelőnyomás-átalakítás, a legmagasabb 1.2 MHz maximális kialakítása képes miniatürizálni.
Másik termék:
