廣東,中國有自己的亞馬遜雨林,
近兩個月廣州50多天只有7天沒下雨,
身處深圳的我此刻才真正理解了“深漂”的含義
廣東間歇性晴天,持續性下雨,已經兩個多月,接下來還將會持續下去。不僅如此,廣東的雨還自帶預判功能:上下班下雨,周末下雨。電動車+雨衣成為了廣東打工人的日常穿搭。
打工人狠狠破防了:急需一輛馬力十足,充電高效、安全、穩定的電動車。畢竟在廣東,既當車又當船,充電功能得穩定,那取電芯片性能就得靠譜,比如搭載慧能泰PD Sink HUSB238A。
圖1:HUSB238A Demo及封裝圖
芯片特性
支持Type-C V2.1 & USB PD3.1標準
可對FPDO請求進行硬件配置
支持高達48V/5A的PDO
GPIO模式:支持最大28V/3.25A EPR PDO
I2C模式:支持APDO,最大48V/5A EPR PDO和 EPR AVS
自動檢測BC1.2、 Divider 3、 QC2.0傳統協議
支持SOP'檢測
低功耗:IVDD< 45 μA
集成VBUS開關驅動
支持死電池
VBUS過壓和欠壓保護
過溫保護,過溫保護門限可配置
4kV HBM ESD
3 mm x 3 mm QFN-16L 封裝形式
熟悉慧能泰產品的大家都知道,HUSB238A是我們的老朋友了。對PD Sink HUSB238A產品基本特性的詳細介紹大家可以通過點擊鏈接回顧之前的內容。今天主要詳細介紹HUSB238A EPR 36V/48V(大于EPR 28V)的取電機制以及應用電路。
在PD3.1標準推出后,快充功率上限達到了240W。這一變化使USB Type-C可以為更多的設備提供足夠的充電功率,包括一些大功率耗電設備比如兩輪電動車的充電需求。HUSB238A EPR 48V取電方案的推出也是希望給大功率耗電設備提供一個新選擇。其需要工作在I2C模式下,主要從下面兩種應用場景闡述:
應用場景01
Sink系統端在連接Source前沒有電,也就是耗電端所有的電都來自Source,這時我們 HUSB238A寄存器使能I2C Bit位因為需要主控MCU操作Enable,同時因芯片未使能前無法打開GATE,所以這種應用場景下,不可使用VBUS P MOSFET。
圖2:應用場景一 NOP VBUS MOS參考簡化電路圖
因HUSB238A VBUS耐壓只有32V左右,故在做EPR 36V/48V應用時需要加額外穩壓保護電路,如上圖所示(≤ EPR 28V VBUS可直連),實現方式如下:
01將HUSB238A Pin8 ADDR/ORIRENT 下拉至GND,芯片配置為I2C 模式;
02用支持EPR的線連接一個 240W電源(支持48V/5A),HUSB238A未使能前,Vout 只有5V;
03MCU在5V供電后通過I2C將 Reg0x02[3] = 1b Enable(7s內),HUSB238A與電源握手EPR 28V;
04MCU可再通過操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11010b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 請求EPR 36V;
05可再通過操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11100b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 請求EPR 48V。
應用場景02
Sink系統端在連接Source前有電,也就是主控MCU有電,可以理解為帶電池應用VDD= 3.3 V,在與Source連接前MCU就可以使能HUSB238A I2C Enable Bit 位,所以這種應用場景下,可使用VBUS P MOSFET;
圖3:應用場景二 With P VBUS MOS參考簡化電路圖
因HUSB238A GATE耐壓只有32V左右,故在做EPR 36V/48V應用時需要加額外隔離保護電路,當發生故障不至于高壓打在Float 的GATE上,如上圖所示(≤ EPR 28V GATE 不需要P1 N 兩管隔離);因為HUSB238A沒有36V /48V OV保護,客戶也可以不用其GATE,可自行依靠MCU驅動做保護電路。實現如下:
01將HUSB238A Pin8 ADDR/ORIRENT 下拉至GND,芯片配置為I2C 模式,MCU使能HUSB238AI2C Enablebit;
02用支持EPR的線連接一個 240W電源(支持48V/5A), 其與電源握手EPR 28V;
03MCU可再通過操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11010b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 請求EPR 36V;
04可再通過操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11100b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 請求EPR 48V。
以應用場景一NO VBUS P MOSFET為例,調壓波形如下:
圖4:支持EPR的線連接一個 240W電源(支持48V/5A), 其與電源握手EPR 28V
圖5:MCU通過操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11010b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 請求EPR 36V
圖6:通過操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11100b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 請求EPR 48V
圖7:EPR 48V EPR 36V
圖8:EPR 36V EPR 28V
關于慧能泰半導體
深圳慧能泰半導體科技有限公司是一家專注于智慧能源控制技術的公司,主要面向智能快充和數字能源領域,提供高性能數模混合芯片產品。公司總部設立在深圳前海,同時在上海、浙江杭州、美國加州設有研發中心?;勰芴┑暮诵难邪l團隊來自國內外頂尖半導體公司,擁有強大的研發創新能力。公司現已獲多項授權專利,擁有獨立自主知識產權,并于2020年被評為“高新技術企業”,2023年獲評國家級專精特新“小巨人”企業。
目前,慧能泰已完成了圍繞USB Type-C生態鏈的整體產品布局,開發并量產了多款產品:供電端的多系列PD Source協議芯片,受電端的高性能PD Sink(PD 誘騙芯片)、Type-C端口控制器(CC Logic),線纜端的USB eMarker(電子標簽芯片)。成立以來,慧能泰連續推出多款業界領先的產品并廣受市場歡迎。公司芯片出貨量逾3.5億顆,標桿性客戶有聯想、小米、三星、HP、貝爾金和努比亞等。同時,慧能泰也致力于提高能源利用效率、研究能源控制技術,借助自身的技術研發優勢,面向ICT(通信服務器)、數據中心、光伏逆變器、儲能等工業應用,研發數字電源控制芯片、高壓驅動芯片、電源轉換芯片和模塊等產品。
慧能泰半導體肩負著“芯智慧 芯能源,共建綠色未來”的使命,立志成為業界領先的智慧能源控制技術供應商。
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原文標題:更強·更快·更可靠:HUSB238A EPR 36V/48V電動車取電方案
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