USB PD 3.1标准是USB Power Delivery的最新版本,它为USB连接提供了更高的功率传输能力和更灵活的电源管理功能。相比之前的USB标准,USB PD 3.1支持更高达240W的功率传输,使其能够满足更多设备的电力需求,包括笔记本电脑、显示器、充电宝等。
目前USB PD 3.1的最高电压档位就是支持48V的电压档,通过提供48V电压,系统可以在更低的电流下传输相同的功率,从而减小电阻损耗,提高功率传输的效率。高压应用芯片是在支持USB PD 3.1标准的基础上设计的,它们能够稳定地提供和管理48V电压,是支持更高功率需求的设备提供电力传输解决方案的关键组成部分,它们在提供高效能量传输的同时,保证了系统的可靠性和安全性。
USB PD3.1 48V高压应用芯片盘点
充电头网精心统计了目前多家快充芯片企业所推出的多款USB PD3.1 48V高压应用芯片,并将这些信息汇总整理形成了下表,详细展示了各家企业的主打产品及其封装。
以下排名不分先后,按企业英文首字母排序。
Hynetek慧能泰
慧能泰HUSB238A
HUSB238A 是一款高集成度的独立 USB-C 和PD受电端芯片,该控制器集成了 CC 逻辑、USB PD 协议以及传统通信协议,支持Type-C V2.1 & USB PD3.1标准、PPS 20mV和AVS 200mV调压,传输的额定功率可达240W。
HUSB238A 支持 I²C 模式和 GPIO 模式两种工作方式。在 I²C 模式下,I²C 主控可以对 HUSB238A 进行配置设定、状态读取,并实现诸如数据角色交换(DR Swap)、供应商定义消息(VDM)等高级功能。
在I²C模式下,HUSB238A最大支持 48V/5A,包括 FPDO, PPS, EPR PDO, EPR AVS;在GPIO模式下,HUSB238A最大支持 28V/3.25A,包括FPDO, EPR PDO。HUSB238A也支持QC2.0和AFC。
HUSB238A 在此模式下支持可调电源供应输出(APDO),最高可达 48V/5A 的扩展电源范围(EPR)PDO 以及 I²C 模式下的 EPR 自动电压调节。在 GPIO 模式下,通过设置引脚来完成配置。
HUSB238A 采用 QFN 3 mm x 3 mm-16L 封装,用于具有传统桶连接器或USB micro-B电源连接器的电子设备,如物联网设备、无线充电器、无人机、智能扬声器、电动工具和其他设备。
慧能泰HUSB239
HUSB239是一款高度集成的独立USB Type-C®和功率传输(PD)控制器。HUSB239整合了CC逻辑、USB PD协议和传统协议。用户可以自由配置HUSB239作为Sink或DRP。此外,它支持识别调试配件和音频配件。
HUSB239可以在两种模式下运行:I²C模式和GPIO模式。在I²C模式下,I²C主机可以访问HUSB239以配置设置、读取状态并执行高级功能,例如PR Swap、DR Swap和VDM消息。在I²C模式下,HUSB239支持PPS、SPR AVS、最大48V / 5A EPR PDO和EPR AVS。
在GPIO模式下,配置通过设置引脚实现。HUSB239可以配置为通过VSET和ISET引脚支持最大28V / 3.25A PDO,仅使用两个电阻来设置电压和电流。当HUSB239作为源时,Rp可以通过SRC_ISET引脚进行配置。
HUSB239通用系统框图
HUSB239是一款可以独自运行的PD DRP,支持PR_SWAP、DR_SWAP、 VCONN Role Swap、支持Discover ID和Discover SVID,用于带数据通信的Type-C场合。它不用任何软件编程,不需要烧录,即贴即用。
HUSB239的超低工作电流有助于系统降低总功耗,适用于电池应用。HUSB239提供QFN 3mm x 3mm-16L封装。
RICHTEK立锜科技
立锜RT7209
立锜RT7209是一款高度集成的可编程USB PD控制器,支持USB PD3.1 SPR和EPR 48V规范,并通过了USB-IF PD3.1认证,认证TID:11022 ,支持3V至55V的工作电压,内置MCU,具有16kB的OTP-ROM和2kB的SRAM,内置反馈补偿机制,不仅减少了外部元件,还增强了瞬态响应。
RT7209支持PD3.1、PPS、UFCS等多种快充协议,还允许客户根据特定需求定制私有协议。该芯片内置了分流稳压器,使其在提供恒定电压或恒定电流输出时具有更高的稳定性和可靠性。同时,内置的反馈补偿机制确保了整个系统的稳定性,同时通过可编程线缆补偿功能,用户可以针对线损进行精确调整,优化充电效率。
RT7209还具备VIN引脚检测功能,能够监测输入电压的状态,并据此作出相应的控制决策,从而保障设备的稳定运行。BLD引脚可用于快速放电输出电容,有助于缩短充电周期,提高充电速率。而USBP引脚则提供了直接驱动外部阻断N-MOSFET的能力,进一步增强了系统的控制能力和安全性。
RT7209应用电路图
在安全性方面,RT7209支持可编程的过流保护、恒定电流保护、过温保护,支持自适应输出过压保护、输出欠压保护,推荐的结温范围为−40℃至125℃,工作环境温度范围为−40℃至105℃。支持CC1/CC2/D+/D- 过压保护与内部过温保护,适用于多种消费电子的充电适配器之中,采用 WQFN-28L 4x5封装。
UNICMICRO广芯微
广芯微UM3506
广芯微UM3506-BPQF SOC芯片,这是一颗支持PD3.0 3.1规格的快充控制器,具备全功能的SRC/SNK/DRP支持能力,同时也可以支持EMARK电子标记的SOP'报文交互功能,全面满足PD3.0,PD3.1规格,支持SPR,EPR(PD3.1)模式,以及PD报文的chunk模式和260bytes 长包。芯片内置高压LDO,支持3.3-24V供电,使用灵活。
UM3506具有2对DP DM引脚,支持BC1.2,QC,FCP,SCP等协议。Field-proven PD 协议库,支持可持续升级和灵活扩展。
芯片内置高性能32位RISC-V内核,主频最高为33MHz,内置8KB SRAM和256KB FLASH,内置16通道12位ADC用以电压和电流采样,支持3.3-24V工作电压范围,使用QFN24封装。
充电头网总结
虽然现在PD协议在智能手机等智能设备上的功率最大也就在140W左右,距离跑满240W的功率还有很长的路要走。这是因为目前的工艺与技术仍未能达到符合消费者预期的充电器,48V电压一般需要使用63V的电解电容,而19V只需36V的电解电容。在相同容量下,价格显著增加,体积也大不少。此外,发热等问题也普遍存在。
然而,目前已经有电动工具能够达到240W的功率。这类芯片不仅在工业设备、电动工具等领域具有广泛的需求,而且随着工业自动化和时代的发展,对48V高压应用芯片的需求也会相应增加。
为了满足市场需求,本文推荐了目前市面上少有的四款48V高压芯片,支持PD 3.1 240W应用。这些芯片的推出将为电源管理领域带来新的可能性,促进USB PD标准的进一步发展,为更高功率的设备充电提供了更可靠的解决方案。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.