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使用集成降壓-升壓充電器實現(xiàn)更快的 USB 充電和更小的通用充電解決方案

2512949 2022-11-24 | pdf | 253.72KB | 次下載 | 免費

資料介紹

用于鋰離子 (Li-ion) 和鋰聚合物 (Li-poly) 電池的通用電池充電器以及用于移動 (OTG) 充電的 USB 3.0 供電 (PD)應用包括無人機、智能手機、平板電腦、無繩吸塵器、便攜式醫(yī)療設備、無線揚聲器和電子銷售點設備。在這些應用中，設計人員一直被迫減少充電時間和外形尺寸、提高功率密度和降低成本。用于鋰離子 (Li-ion) 和鋰聚合物 (Li-poly) 電池的通用電池充電器以及用于移動 (OTG) 充電的 USB 3.0 供電 (PD)應用包括無人機、智能手機、平板電腦、無繩吸塵器、便攜式醫(yī)療設備、無線揚聲器和電子銷售點設備。在這些應用中，設計人員一直被迫減少充電時間和外形尺寸、提高功率密度和降低成本。降壓-升壓電池充電器與 USB PD 相結合，可以開發(fā)快速、高效、通用的輸入充電解決方案。但這些都不是簡單的設備，設計它們以支持 USB OTG 規(guī)范可能需要花費大量時間。這會增加成本并影響設計進度。由于需要遵守 USB 快速角色交換 (FRS) 時序和控制標準，以確保提供電力的設備可以快速成為電力消費者，從而保證不間斷的數(shù)據(jù)連接，因此設計過程可能會變得更加復雜。降壓-升壓電池充電器與 USB PD 相結合，可以開發(fā)快速、高效、通用的輸入充電解決方案。但這些都不是簡單的設備，設計它們以支持 USB OTG 規(guī)范可能需要花費大量時間。這會增加成本并影響設計進度。由于需要遵守 USB 快速角色交換 (FRS) 時序和控制標準，以確保提供電力的設備可以快速成為電力消費者，從而保證不間斷的數(shù)據(jù)連接，因此設計過程可能會變得更加復雜。對于 USB PD 通用充電應用，設計人員可以通過轉向簡化設計流程并支持實施功能齊全的緊湊型降壓-升壓充電解決方案的集成充電器來解決其中的許多問題，這些解決方案能夠以較少的部件數(shù)量提供高功率和快速充電和高功率密度。對于 USB PD 通用充電應用，設計人員可以通過轉向簡化設計流程并支持實施功能齊全的緊湊型降壓-升壓充電解決方案的集成充電器來解決其中的許多問題，這些解決方案能夠以較少的部件數(shù)量提供高功率和快速充電和高功率密度。本文簡要考慮了基于 USB 3.0 和 USB Type-C? 的通用充電需求，以及實施降壓-升壓通用輸入 USB OTG 和 FRS 解決方案的復雜性。然后將回顧使用集成設備的優(yōu)勢，然后介紹本文簡要考慮了基于 USB 3.0 和 USB Type-C? 的通用充電需求，以及實施降壓-升壓通用輸入 USB OTG 和 FRS 解決方案的復雜性。然后將回顧使用集成設備的優(yōu)勢，然后介紹德州儀器德州儀器(TI) 的集成降壓-升壓充電解決方案，該解決方案具有雙輸入選擇器和 USB PD 3.0 OTG 和 FRS 支持。還將介紹一個支持評估模塊，以幫助設計人員著手開發(fā)具有 OTG 和 FRS 功能的下一個通用輸入 USB PD 充電器。(TI) 的集成降壓-升壓充電解決方案，該解決方案具有雙輸入選擇器和 USB PD 3.0 OTG 和 FRS 支持。還將介紹一個支持評估模塊，以幫助設計人員著手開發(fā)具有 OTG 和 FRS 功能的下一個通用輸入 USB PD 充電器。通用和 OTG 充電以及 FRS 的復雜性通用和 OTG 充電以及 FRS 的復雜性通過建立標準化連接器，USB Type-C 有助于開發(fā)通用交流電源適配器并減少電子垃圾。但標準化連接器只是一個因素。便攜式設備的電池中有不同數(shù)量的電池，適配器額定功率和 5 到 20 伏特的電壓也有很大的差異。不同適配器額定值和不同電池電壓的組合意味著 USB PD 充電解決方案架構復雜且具有挑戰(zhàn)性（圖 1）。通過建立標準化連接器，USB Type-C 有助于開發(fā)通用交流電源適配器并減少電子垃圾。但標準化連接器只是一個因素。便攜式設備的電池中有不同數(shù)量的電池，適配器額定功率和 5 到 20 伏特的電壓也有很大的差異。不同適配器額定值和不同電池電壓的組合意味著 USB PD 充電解決方案架構復雜且具有挑戰(zhàn)性（圖 1）。圖 1：USB PD 充電解決方案的內部設計可能很復雜，因為它必須適應廣泛變化的電池組配置和適配器電壓。（圖片來源：德州儀器）圖 1：USB PD 充電解決方案的內部設計可能很復雜，因為它必須適應廣泛變化的電池組配置和適配器電壓。（圖片來源：德州儀器）首先，USB PD 控制器（U4）必須識別適配器包括：USB電池充電規(guī)范修訂版1.2（USB BC1.2）、標準下行端口（SDP）、充電下行端口（CDP）、專用充電端口（DCP）、高壓專用充電端口（HVDCP），甚至非標準適配器。在 USB PD 控制器和適配器之間進行通信之后，輸入電源路徑管理和電流感測單元 (U1) 開啟背靠背功率 MOSFET，將來自 VBUS 的輸入電壓連接到降壓-升壓充電器的輸入端 ( U2). 輸入電源路徑管理單元還通過檢測電阻檢測輸入電壓和電流，以支持過壓和過流保護。首先，USB PD 控制器（U4）必須識別適配器包括：