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USB PD3.1是新推出的快充协议标准,将之前最大100W的USB PD3.0输出功率升级,最大240W的输出功率能够满足未来高性能笔记本的供电需求,同时能够满足户外电源等大容量电池设备的充电需求,是潜力巨大的快充标准。
USB PD3.1在USB PD3.0输出电流5A的基础上,提升输出电压由20V到48V,提升输出功率到240W。电流不变,可以沿用传统的连接器及线缆设计,降低技术迭代成本。
英集芯针对USB PD3.1快充,推出了三款可用于USB PD3.1的芯片方案,分别是IP6550同步降压控制器,IP2736协议芯片和IP2133 E-Marker芯片。
其中IP6550是一颗支持36V输入的同步降压控制器,可实现28V及以下宽电压输出。IP2736是一颗支持USB PD3.1协议,支持28V输出的USB PD快充协议芯片。IP2133是一颗支持USB PD3.1协议的E-Marker芯片,三颗芯片初步完成了英集芯科技在USB PD3.1应用的布局。
英集芯IP2736
首先介绍的是IP2736,协议芯片在充电器中起到非常重要的作用,协议芯片一方面连接到充电器初级反馈或者次级降压反馈,并通过连接的用电设备,调节充电器的输出电压为用电设备所需要的电压,从而提供丰富的设备支持。
英集芯IP2736协议芯片支持USB PD3.0/3.1协议,支持28V EPR档位输出,支持E-Marker线缆。同时这颗协议芯片还支持QC5/QC4+QC3+/QC3.0/QC2.0快充协议,支持中国融合快充标准UFCS,支持FCP/SCP快充协议,支持AFC快充协议,支持SFCP快充协议和MTK PE快充。手机电脑快充全部通吃,协议支持非常全面。
英集芯IP2736采用4*4mm,QFN24封装,体积小巧,外围精简,可简化充电器的协议电路设计。小体积的封装满足多种设计应用。
英集芯IP2736协议芯片内部集成电压基准,集成可编程的电压/电流环路控制,芯片内部集成低端电流检测,输出支持线损补偿。支持电源适配器应用的光耦反馈,支持通过I2C和FB控制的DC-DC改变输出电压,支持车充、储能电源、充电器、移动电源、电动工具等应用。
得益于多种反馈形式的支持,IP2736可与QR、ACF、LLC等电路架构的开关电源搭配用于PD快充,也可以与升降压电路搭配用于大功率快充车充和移动电源等应用。
英集芯IP2736内部集成NMOS通路管驱动,可使用低成本性能好的NMOS用于VBUS开关,同时片内集成输出泄放电路,无需外置MOS管。IP2736具有独立的过压、过流和短路保护,支持NTC过热保护,数据引脚如DP/DM/CC1/CC2均支持20V过压保护。并且支持在线升级,配置灵活,可在充电器成品后升级协议,非常方便。
英集芯IP6550
英集芯IP6550是一款支持36V输入的同步降压控制器,内置NMOS管驱动,外置两个MOS管进行高效同步整流降压。IP6550通过反馈引脚调节输出电压。开关频率135KHz,输入端耐压48V,内置完善的保护功能。
图为英集芯IP6550同步降压控制器参考设计,芯片内部集成NMOS驱动器,外围精简,支持I2C总线反馈、FB引脚调节输出电压,应用灵活。
英集芯IP6550同步降压控制器支持5A输出电流,满足USB PD3.1电流要求。内置的同步降压控制器开关频率固定135kHz。可用于两路USB-A口,降压5V2.4A输出,也可作为单路降压使用,输出电压可调满足更多应用场合。IP6550内置输入过压、欠压保护,内置输出过流、过压、欠压及短路保护,芯片内部集成过热保护,并支持EN控制开关。
IP6550可用于车载充电器、多口适配器、智能插排、支持USB-C接口的插排以及行车记录仪应用。同步整流降压具有高转换效率,高输出电流可用于多口5V输出,搭配PD协议芯片可实现宽范围电压调节,满足USB PD3.1的应用。
英集芯IP2133
英集芯IP2133是一条数据线内部应用的E-Marker芯片,支持USB Type-C2.1和PD3.1协议标准,支持USB PD3.1 EPR扩展功率应用,支持SOP"通讯。同时内部集成硬件的BMC协议以及物理层协议,支持获取制造商信息指令,支持EPR模式。
英集芯IP2133 E-Marker芯片特写,采用节省空间的DFN2*2-6L封装,外围器件十分精简。
英集芯IP2133内部还集成了VCONN二极管,内部集成Ra电阻,并支持自动移除,BOM极简,应用电路非常简单。IP2133内置存储器支持烧写保护,定制参数写入后可锁定,防止数据被读出或更改。
IP2133支持8KV静电保护,VCONN和CC引脚支持28V耐压。采用DFN2*2-6L封装,节省空间占用。IP2133具有两种型号可选,分别为不支持EPR模式的IP2133和支持EPR模式的IP2133_EPR,满足不同线缆使用需求。
充电头网总结
USB PD3.1是新推出的快充供电标准,具有更高的输出功率,240W功率能够满足未来笔记本等设备大功率快充需求。USB PD协议是广泛应用的快充标准,随着传输功率的提升,支持更多设备应用,USB PD快充在未来的普及率将会更高。
英集芯紧跟市场需求,率先推出了全套的USB PD3.1协议快充方案,可应用于户外电源,USB PD3.1充电器中应用,满足现阶段28V5A 140W功率输出。IP2736协议芯片已经通过实机测试,IP2133的推出,也为EPR线缆提供了E-Marker芯片支持,满足产品开发量产需求。
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