USB Type-C et Quick Charge (QC) sont deux nouvelles normes d'alimentation sur le marché actuel, ainsi que les tendances du marché. La caractéristique commune de ces deux critères majeurs est que la tension de sortie doit être ajustée. Le contrôleur de puissance de suralimentation à pont en H à inductance à simple presse d'Anshen Mei Semiconductor peut s'adapter à une large plage de tension d'entrée et à une large plage de tension de sortie, ce qui est particulièrement adapté à une utilisation en USB TYPE-C ou QC 3.0, qui nécessite une régulation de tension selon les exigences d'équipements électriques. Applications. L'interface I2C intégrée à la puce peut être ajustée par le microcontrôleur externe (MCU) pour effectuer le réglage progressif de la tension de sortie, et peut mettre en œuvre une variété de protocoles de charge rapide tels que USB PD Type-C, QC 2.0 / 3.0 dans le même type -C port. , Peut connecter l'accord de charge rapide de l'interface d'éclairage Apple et l'accord de charge rapide de l'interface Samsung.
Présentation de l'USB TYPE-C et de la charge rapide 1. USB TYPE-C Produits électroniques tels que ordinateurs, téléphones portables, appareils photo numériques, etc. ont souvent besoin d'interconnecter des données ou de fournir des alimentations avec d'autres appareils électroniques, mais diverses spécifications différentes d'adaptateurs et de câbles présentent de grands inconvénients à utiliser et augmentent également le poids des sacs de voyage. Afin de réduire le nombre de harnais et les déchets inutiles, la norme d'interface USB TYPE C devrait voir le jour. L'objectif de l'interface USB TYPE C est d'adopter une interface unifiée entre différents appareils électroniques, tout en fournissant l'alimentation et les données de transmission, prend également en charge les protocoles de communication audio et personnalisés par le client. L'évolution de la technologie de charge USB est illustrée à la figure 1.
Figure 1 : évolution de la technologie de charge USB L'USB PD prend en charge l'alimentation de différents niveaux de puissance. La valeur par défaut prend en charge 5 V à 2 A au démarrage et peut être ajustée à 18 W, 36 W, 60 W, 100 W, etc., le câble prend en charge 1.5 A au-dessus du courant et une puissance de sortie supplémentaire doit être ajustée. La tension de sortie est de valeur élevée pour garantir que le courant du câble ne dépasse pas les spécifications. De plus, le protocole USB PD prend également en charge la sélection de puissance et de tension supplémentaires.
2. Quick Charge Quick Charge est une technique développée pour prendre en charge la charge rapide des appareils portables. En augmentant la tension de sortie pour augmenter la puissance de sortie, la tension de sortie est définie par la ligne de signal USB D +, D- différents états. La norme QC 3.0 prend en charge la régulation de tension de 200 MV/ordre pour optimiser l'efficacité énergétique de conversion de la partie de charge de l'appareil portable et réduire l'élévation de température.
Caractéristiques et principe de fonctionnement de NCP81239 NCP81239 prend en charge une large plage de tension d'entrée, fournissant des fréquences de commutation programmables dynamiques de 150 kHz à 1.2 MHz, 4 pilotes MOSFET intégrés, utilisant le contrôle du mode courant biag, prend en charge le démarrage de la préflammation de sortie, le contrôle adaptatif du temps mort pour éviter le direct, avec détection indépendante du courant d'entrée et de sortie, tension de sortie (plage de 0 à 20 V) pouvant être programmée, protection intégrée contre les surtensions, les sous-tensions, les surintensités et les surcharges précises, etc., mais fournit également une protection de l'alimentation 5 V vconn.
Figure 2 : Schéma de circuit d'application typique du NCP81239 Le NCP81239 utilise un contrôle de pression de levage en mode courant bifidal, qui permet une commutation transparente du mode abaisseur au mode boost. L'interface I2C n'utilise que deux lignes de signal pour réaliser une communication série bidirectionnelle, et le drain ouvert peut être pratique pour les MCU de 1.8 V, 2.5 V, 3.3 V et 5 V à différents niveaux logiques.
Le courant d'entrée et de sortie peut être détecté par une résistance de détection côté haut. La tension détectée est divisée en deux canaux internes et externes : le signal de courant interne est utilisé pour le contrôle de boucle et la protection de limitation de courant du mode courant, et la protection contre les surintensités peut être effectuée par des registres internes. Définir ou masquer, le gain fixe interne est de 10 fois, la valeur de courant interne est stockée dans le registre correspondant via le convertisseur analogique-numérique (ADC) et peut être lue par I2C; le signal de courant externe peut être lu par le MCU pour effectuer l'opération logicielle correspondante, l'impédance extérieure peut définir la plage de mesures de courant, et le courant détectant la conversion est de 5 ms, et l'extérieur peut également passer le condensateur de résistance pour filtrer le courant signal en une valeur moyenne.
Le NCP81239 possède un CAN 4 bits à 7 canaux intégré qui implémente une conversion A/N d'entrée et de sortie, et la valeur correspondante peut être lue en lisant le registre interne par l'I2C. La tension de référence de rétroaction interne est définie via des DAC 9 bits, et la tension de référence varie de 0 V à 2.55 V, et la plage de tension de sortie peut être définie par un réseau de division de tension externe. Étant donné que la taille de pas interne a 9 ADC, la taille de pas est relativement petite, il est donc pratique de régler la chute de pression du câble de compensation avec l'interface MCU I2C, de sorte que la tension de charge puisse être maintenue dans la plage d'erreur de la valeur définie, ce qui est très approprié pour QC3.0 ou l'USB PD est nécessaire pour réguler.
Selon les spécifications USB PD, QC2.0, QC3.0, si vous devez définir dynamiquement la tension de sortie, le taux de régulation de la pression est impliqué. Si la vitesse de régulation de la pression est trop rapide, le courant de l'inducteur est dépassé, la tension de sortie est dépassée ou downstrap. Le registre intégré NCP81239 peut être réglé via l'interface I2C, contrôlant ainsi la pente de la montée et de la chute de tension dans la régulation.
NCP81239 effectue une protection contre les surintensités directes en détectant le courant de crête de l'entrée dans RS1, et le mode de limitation de courant est un mode hicked. Que ce soit en mode abaisseur ou en mode boost, lorsque la surintensité est détectée dans un cycle, la puissance d'entrée limite Q1 est immédiatement désactivée. Si le débit de courant temps par onde atteint 2 ms ou une tension FB inférieure à 300 millivolts, passez en mode d'arrêt rapide et désactivez 4 interrupteurs, puis redémarrez à la tension et au courant de sortie définis à l'origine. La valeur de protection contre les surintensités peut être définie via l'I2C ou la résistance de détection de courant, et la sélection des résistances de détection de courant doit garantir que la tension de CSP1-CSN1 ne dépasse pas 100 mV de la plage de tension de l'amplificateur opérationnel. Si une résistance de détection de 5 milliobes est utilisée, la valeur de protection contre les surintensités de crête correspondante est prise en dessous, la valeur par défaut est de 7.6 A.
Tableau 1 : 5 MΩ de résistance de détection Valeur de protection contre les surintensités de crête correspondante (protection contre les surintensités directes) ajustement. CSP2 / CSN2 est utilisé pour détecter le courant inverse, lorsque le courant inverse dépasse la valeur de réglage de limite de courant, si la tension de sortie est dans la plage de tension définie, Q4 s'éteindra immédiatement pour empêcher le courant directionnel inverse d'augmenter continuellement. S'il est en mode buck, Q4 sera renvoyé lorsque Q2 est éteint. La valeur de protection contre les surintensités peut être définie par l'I2C ou la résistance de détection de courant. La sélection des résistances de détection de courant Pour s'assurer que la tension du CSP2-CSN2 ne dépasse pas 100 mV de la plage de tension de l'amplificateur opérationnel. Si une résistance de détection de 5 milliocars est utilisée, la valeur de protection contre les surintensités de crête correspondante est la suivante, la valeur par défaut -8 A.
Tableau 2 : résistances de détection de 5 MΩ correspondant aux valeurs de protection contre les surintensités de crête (protection contre les surintensités inverses) Lorsque la tension de sortie est supérieure à la valeur définie de 110 %, le temps dépasse un cycle de commutation, le NCP81239 entrera en mode de protection contre les surtensions. Lorsque la protection contre les surtensions, S1 est désactivée, la conduction S2, S3 et S4 s'allumeront alternativement pour décharger la tension de sortie tout en empêchant le courant inverse de dépasser la valeur de courant de protection inverse définie. En cas de panne de surtension de sortie, la fréquence de commutation chutera à 50 kHz, empêchera la saturation de l'inductance et réduira la consommation d'énergie sur le tube de puissance.
Figure 3 : Illustration de la protection contre les surtensions de sortie Le redressement synchrone traditionnel est activé lorsqu'il y a une tension de pré-arrêt, et la sortie sera d'abord déchargée puis augmentera. Lorsque la sortie est pré-arrêtée, le NCP81239 est démarré et le mode redresseur non synchrone est démarré, et la décharge de sortie n'est pas adaptée à la charge de la batterie.
La tension de sortie est à moins de 3.3 ms de la valeur définie +/- 5%, émettra un signal POWER GOOD après que le retard soit de 3.3 ms. Si la tension de sortie dépasse la valeur définie +/- 7% dépasse un cycle de commutation, le registre Power Good est réinitialisé et le signal d'interruption est émis.
NCP81239 prend en charge 4 adresses I2C, qui peuvent être configurées avant les besoins du client, et le modèle par défaut de l'adresse I2C est E8H / E9H.
De plus, le NCP81239 lui-même dispose d'une protection supermoy, et la température de jonction de puce dépasse 150 degrés, et quatre commutateurs sont désactivés, et la température sera redémarrée après 125 degrés.
Conception de référence Anshen Mei Semiconductor fournit un chargeur de voiture 60 W, une station d'accueil externe pour ordinateur portable, des applications de bureau, une interface TYPE-C, telle qu'une interface TYPE-C, peut atteindre un petit volume, une efficacité énergétique élevée, satisfaisant en USB PD et Quick Charge Different exigences d'application dans les spécifications.
Résumer L'interface TYPE-C devient une interface unique entre les produits électroniques, les différentes tensions et puissances USB PD haute puissance doivent être ajustées à la tension de sortie. Le NCP81239 d'Ansian Semiconductor a une fonction vedette et une fonction de protection complète qui le rend idéal pour une entrée de tension large, une application hautement fiable de la sortie de tension réglable, telle que USB PD et Quick Charge, et la charge de la batterie, son contrôle unique mise en œuvre du mode Conversion de pression de levage à haute efficacité, la conception maximale du plus haut 1.2 MHz peut atteindre la miniaturisation.
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