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Microchip USB Type-C® PD(Power Delivery)控制器的可程式化类比电源
 

【作者: 吳敏杰】2022年06月27日 星期一

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USB Type-C® PD3.0电力传输 (PD:Power Delivery)标准允许发送方和接收方在 5 至 20V的电压下,能够协商最高可达100W的功率输出。使用标准的Type-C 接头便可取代传统变压器对各种产品提供合适的电源,可以使用在包括外部储存装置、电话、个人电脑、电动工具、医疗设备及其他无数电子产品上。最高100W的输出功率,在电动汽车里几??任何小型设备都可使用Type-C埠充电。最近USB IF协会更发表了支持扩展模式的Type-C PD 3.1电源输出规范。



基於现有Type-C高瓦特数电源输出所产生的过电压、过电流和过温度(OVP/OCP/OTP)需要一定的保护机制,也增加了整个电源控制系统的复杂性。


Microchip UPD301B/UPD301C Type-C PD控制器可透过Microchip程式化设计的电力传输软体框架PSF(Microchip Power Delivery Software Framework),使用UPD301B/UPD301C Type-C PD控制器的韧体来控制IO/ DAC脚位电位的比较电路,来影响MIC2128 FB脚位内输出电压的分压电阻值,进而控制MIC2128输出电压,以达成Type-C PD电源输出控制。


如以下功能方块图所示,Microchip UPD301B/UPD301C Type-C PD控制器数位IO 脚位对类比电源的控制,可以大幅度简化硬体电路并且有效减少电路板的设计空间。



MIC2128恒定频率同步降压控制器涵盖由4.5V 至 75V 的输入电压应用范围,而输出电压亦可向下调节至0.6V,保证±1%的精度,在270 kHz至800 kHz的可编程开关频率下工作。


如图3,MIC2128透过数位IO脚位控制可以具有高效能电源输出的表现在高瓦特数 20V@5A 。


图 3:Microchip 数位IO PMPD 电源输出效率



UCS3205 Type-C Load Switch是根据目前Type-C PD 规范所设计,具备双向电源输入和输出(范围由2.85V到22V),不但可输出5A 连续电流,也支持Type-C PD 3.0 PPS功能。既具有自动回复处理电源故障的排除机制,同时亦为过电压、过电流和过温度硬体提供保护机制。


Microchip Type-C VBUS电源控制完成模组化的电路板(GPIO mode -PMPD),设计者可依现有PMPD IO 脚位的运用来达到数位IO对类比电源的控制。


您可叁考下列线路设计图和相关应用文件,下载Type-C VBUS相关的PMPD 数位IO 对类比电源控制板资源:


https://www.microchip.com/en-us/development-tool/EV04B27A


以下图4是目前透过Microchip UPD301B/ UPD301C Type-C PD控制器三个数位IO 脚去控制MIC 2128时,在Type-C VBUS 5V/ 9V / 15V /20V各自的电源输出。



您可以透过Microchip UPD301B/UPD301C Type-C PD控制器的可程式化 PSF 软体介面去修改供电或汲取电源的韧体。


以下为Microchip Type-C PD 的PSF 的韧体代码(source code )下载网址:https://github.com/MicrochipTech/usb-pd-software-framework


而UPD301B Basic Source Application Example(EV56W72A)开发板是以Microchip Type-C PSF 软体介面为基础,用作设计出以数位IO 脚来模拟Type-C类比电源输出的产品。以下为其开发板线路设计图和相关应用文件的下载网址:


https://www.microchip.com/en-us/development-tool/EV56W72A


如欲了解更多Microchip 在Type-C 数位IO对类比电源控制的详情,可叁照下列网页上来获取更多相关的产品资讯:


· UPD301A/ UPD301B / UPD301C PD 控制器:


https://www.microchip.com/en-us/product/UPD301A


https://www.microchip.com/en-us/product/UPD301B


https://www.microchip.com/en-us/product/UPD301C


· Microchip PMPD 开发板:


https://www.microchip.com/en-us/development-tool/EV04B27A


· MIC2128及UCS3205 控制器:


https://www.microchip.com/en-us/product/UCS3205


https://www.microchip.com/en-us/product/MIC2128


本文作者为:Microchip应用工程师 吴敏杰


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