基于国际大厂器件Type-C车用充电器的解决方案

2016年11月22日,致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下友尚推出基于国际大厂器件的qc3.0+usb pd二合一type-c车用充电器解决方案。
图示1-大联大友尚推出qc3.0+usb pd 二合一type-c车用充电器解决方案系统架构图
该方案最高功率可达60w,采用mcu与开放式软件设计,能自动识别负载充电协议为qc3.0或usb pd,并共享一个type-c接口,具有成本低,弹性大的优点。mcu采用市场应用最广的arm cortex m0系列,以大联大友尚代理的意法(st micro)stm32f030k6,搭配飞兆(fairchild)fusb302 type-c控制器,与安森美(on semi)qc3.0识别ic ncp4371,电源控制芯片则采用安森美升降压(buck-boost)ic ncp81239。
图示2-大联大友尚推出qc3.0+usb pd二合一type-c车用充电器解决方案线路图
type-c是新一代的usb接口,正反都可以插,usb pd输出电压可提供5v、9v、12v、15v、20v等多种选择,功率最大可以达到100w电力,而且type-c接口很细小,所以适合笔电、平板到手机,以至小小的周边产品都可以配备。而qc3.0乃是为手机量身打造,输出电压以每 200mv 为增量,于 3.6v 至 20v 的电压范围内,让手机选择最适合的电压与理想的充电电流,进而将电能损耗最小化、提升充电效率并改善热表现。因此友尚结合qc3.0与usb pd,推出单一type-c接口输出的qc3.0+usb pd二合一车用充电器,让使用者可以方便的对手机、平板与笔记本电脑充电。
图示3-大联大友尚推出qc3.0+usb pd二合一type-c车用充电器解决方案之mcu-stm32f030k6 features
本方案输入由汽车电池点烟座提供大功率电源,经由安森美的升降压电源转换控制芯片ncp81239驱动功率开关,以调节输出电压与电流。mcu负责识别、判断负载充电需求与控制升降压电源转换芯片,以输出负载所需的电源规格,采用的是意法stm32f030k6。mcu可直接连接buck boost ic内建的i²c bus来设定负载所需的输出电压值,电压设定采每100mv为增量,超越qc3.0所需的200mv增量规格。ncp81239搭配四颗power mosfet开关、一颗电感、与滤波电容,根据输出入电压差可自动调整为升压(boost)或降压(buck)架构,输出5v~20v,符合usb pd需求的电压规格。
图示4-大联大友尚推出qc3.0+usb pd二合一type-c车用充电器解决方案之type-c controller-fairchild fusb302 feature
本方案负载充电协议支持qc3.0与usb pd,并共享一个type-c接口。type-c与usb pd协议是经由侦测usb接口的cc1与cc2讯号,并透过飞兆的type-c控制ic fusb302,经由i²c接口与mcu连接。qc3.0快充协议则采用安森美的qc3.0 控制ic ncp4371连接usb接口的d+/d-讯号。mcu负责识别、判断负载充电需求与控制升降压电源转换芯片,以输出负载所需的电源规格。
图示5-大联大友尚推出qc3.0+usb pd 二合一type-c车用充电器解决方案之qc3.0 hvdcp controller-on ncp4371 feature
图示6-大联大友尚推出qc3.0+usb pd二合一type-c车用充电器解决方案之buck boost power controller-on semi ncp81239 feature
图示7-大联大友尚推出qc3.0+usb pd二合一type-c车用充电器解决方案开发板照片
* 汽车点烟座输入接口,input voltage:12v,
* type-c输出接口,output voltage @max. load current如下:
. qc3.0:3.6v~12v @3a,
. usb pd:5v/9v/12v/15v/20v @3a
* 满载平均效率约95%
* 自动识别负载充电接口,qc3.0由d+/d-识别充电协议,usb pd由cc1/cc2识别充电协议

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