USB c型提升和PPS Buck-Boost解决方案

USB可编程电源(PPS)规范要求

PPS标准USB PD规范(可用的一部分usb.org),主要侧重于促进电池快速充电。PPS电源可以与动力设备交换数据每10秒,因此,电源可以动态地调整输出电压和电流根据设定的条件接收的USB设备力量。PPS功能允许小逐步变化的电压和电流。接收的设备可以请求源作出这些改变。这个电源控制是一种有效的方法来减少电力转换损失,这是特别有用,当一个专用的电池充电器添加另一个层面的转换损失。

充电锂离子电池的标准过程始于一个恒流充电状态(保持一个固定的恒定电流,电池电压逐渐增加)。之后达到一个特定的电压,恒压充电变化(保持一个固定电压,充电电流逐渐减少)。图1显示了一个锂电池充电的状况。

图1:锂离子充电

早些时候USB规范允许一个固定的5 v电源电压。USB C PD规范已经进化到包括其他更高的电压选项,但不包括加强电压变化。充电电池的主要方法需要一个巴克regulator-charger,添加另一个转换步骤,生成的热量和降低效率。

PPS标准允许USB C电源提供电压和电流控制直接电池充电和减少功率损耗。PPS的名义尺寸步电源20 mv为限流输出电压和50 ma。电压范围包括一个3.3 v v最大最小和21。这些范围,再加上USB通信协议,使单或多单元电池智能充电解决方案供应。增量电压控制还涉及应用电缆供电设备的损失需要赔偿的ir压降负荷。188比分直播吧

USB电源解决方案

USB的输出类型c源必须坚持输出电压和电流规格。的输入源,然而,可以有不同的特征,如宽或窄电压范围,低到高功率的能力。选择一个电源转换装置的电源需要考虑到输入源,连同所需的输出能力,完整的USB c型和PPS等功能。

以来的最大输出电压从源是21 v, v电源超过21日需要使用的降压直流/直流转换器(也称为降压转换器)。许多应用程188比分直播吧序被限制到一个较低的电压,如汽车12 v电池,需要使用buck-boost直流/直流转换器转换的输入电压更高和更低的输出电压。巴克转换器通常是更具成本效益的,由于只有两个功率开关和buck-boost四,尽管buck-boost转换器更多功能。本文将探讨这两种解决方案(见图2)。

图2:USB电源解决方案

一个完整的USB c型解决方案需要一个电源转换组件和一个USB PD控制器。接收功率的控制器执行必要的握手水槽装置,然后适当的设置信息通信直流/直流转换器,以确保权力交付给USB端口。一个例子使用直流/直流转换器控制器下面讨论。

USB c型Buck变换器的解决方案

理想的USB C buck变换器解决方案包括高效、同步开关场效应晶体管,内置多功能控制元素补偿,和串行通信接口,提供了一个直接连接到USB控制器设备。一些设备,如MPQ4272从国会议员,这些函数提供了双输出配置为双端口USB应用程序。188比分直播吧我们将探讨这一特定部分为巴克USB c型解决方案作为一个例子。MPQ4272巴克转换器提供了最大的36 v的输入电压,和负载电流3在每个输出,产生一个输出,60 w供应解决方案(见图3)。

图3:V_在= 24 V, V_着干活,V_OUT2= 3.3 v至21 v, 3 a负载

图3显示了一个电路,采用24 v输入从一个AC / DC适配器,墙和转换两个输出能力3.3 v至21 v范围适合pp。sci和SDA信号是我²C串行接口访问寄存器一般控制,以及电流和电压控制。遥测提供电压、电流和温度监控功能。

解决方案功能包括线路电压降补偿改进USB输出电压调节,可选择的切换频率,和高达98%的效率(见图4)。这个效率高主要是由于功率MOSFET R_DS(上)22 mΩ值偏高和26 mΩ偏低,产量非常低功耗和温升案件只有40°C与渠道为5 v, 3 a加载层PCB布局(推荐)。

图4:MPQ4272效率曲线

输出电压控制可调步长,可以很容易地满足20 mv每一步,与50 ma恒流控制模式的步骤,这是PPS所需操作。

Buck-Boost USB c型解决方案

USB c型电力产品,使用其他低电源——比如一个12 v墙适配器或设备在不同输入源,既需要巴克和提高DC / DC模式产生完整的3.3 v至21 v输出电压范围。

的MPQ4230buck-boost解决方案最多36 v的输入电压和四个集成开关mosfet支持单独电感buck-boost转换。它能够3负载电流为20 v输出,输入低至9 v。作为一个最佳的解决方案的一个例子,MPQ4230可以干净地处理切换巴克或提高模式通过控制电路。当输入电源电压接近调节输出电压,一个特殊的buck-boost模式,即所有四个开关测序提供有效功率传输到负载。输出恒定电流和电压控制包括适当的步骤大小为PPS操作。

图5显示了MPQ4230驱动一个USB类型c端口与USB-PD和PPS功能。MPQ4230的调节输出电压直接相连MPQ5031USB通风装置的信号。MPQ5031 PD控制器,downstream-facing端口(DFP) USB提供者应用程序。188比分直播吧它使用I2C串行接口控制MPQ4230的操作,包括使设备,设置输出电压和电流限制,如线路电压降补偿和调整参数。

图5:V_在= 12 V, V_出= 3.3 v至21日USB PD和pp的应用程序188比分直播吧

结论

USB单和多口电力产品可以更好地控制在许多应用程序中扩展功能,包括与PPS直接电池充电功能。188比分直播吧为驱动USB设备和解决方案提出了c型港口需要USB-PD和PPS功能,在最新的消费者变得越来越普遍,汽车产品为各种不同的应用程序。188比分直播吧效率高、全保护功能,在这些类型的解决方案和通用的可编程功能产生高性能、具有成本效益的功率输出。

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