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友尚推出QC3.0+USB PD二合一Type-C车用充电器解决方案

 2016-09-21

Type-C是新一代的USB接口,正反都可以插,USB PD输出电压可提供5V、9V、12V、15V、20V等多种选择,功率最大可以达到100W电力,而且Type-C接口很细小,所以适合笔电、平板到手机,以至小小的周边产品都可以配备。而QC3.0乃是为手机量身打造,输出电压以每 200mV 为增量,于 3.6V 至 20V 的电压范围内,让手机选择最适合的电压与理想的充电电流,进而将电能损耗最小化、提升充电效率并改善热表现。因此友尚结合QC3.0与USB PD,推出单一Type-C接口输出QC3.0+USB PD二合一车用充电器,让使用者可以方便的对手机、平板与笔电充电。

     本方案最高功率可达60W,采用MCU与开放式软件设计,能自动识别负载充电协议为QC3.0或USB PD,并共享一个Type-C接口,具有成本低,弹性大的优点。MCU采用市场应用最广的ARM Cortex M0系列,以本公司代理的意法 (ST Micro) STM32F030K6,搭配仙童 (Fairchild) FUSB302 Type-C控制器,与安森美( ON Semi) QC3.0识别IC NCP4371,电源控制芯片则采用安森美升降压(Buck-Boost) IC NCP81239。

【方案特色】

本方案输入由汽车电池点烟座提供大功率电源,经由安森美的升降压电源转换控制芯片NCP81239驱动功率开关,以调节输出电压与电流。MCU 负责识别、判断负载充电需求与控制升降压电源转换芯片,以输出负载所需的电源规格,采用的是意法STM32F030K6。MCU可直接连接Buck Boost IC内建的I²C bus来设定负载所需的输出电压值,电压设定采每100mV为增量,超越QC3.0所需的200mV增量规格。NCP81239搭配四颗Power Mosfet开关、一颗电感、与滤波电容,根据输出入电压差可自动调整为升压 (BOOST) 或降压 (BUCK) 架构,输出5V~20V,符合USB PD需求的电压规格。

    本方案负载充电协议支持QC3.0与USB PD,并共享一个Type-C接口。Type-C与USB PD协议是经由侦测USB接口的CC1与CC2讯号,并透过仙童的Type-C控制IC FUSB302,经由I²C接口与MCU连接。QC3.0快充协议则采用安森美的QC3.0 控制IC NCP4371连接USB接口的D+/D-讯号。MCU负责识别、判断负载充电需求与控制升降压电源转换芯片,以输出负载所需的电源规格。

 

主要IC特色:

MCU: ST micro STM32F030K6 features:

Type-C Controller: Fairchild FUSB302 feature:

QC3.0 HVDCP Controller: ON NCP4371, feature:

Buck Boost Power Controller: ON Semi NCP81239 Feature:

LDO: MPS MP2013

【展示板照片】

展示板照片(正面)

【线路图】

线路图

【方案方块图】

方案方块图

【系统功能】

*汽车点烟座输入接口, Input voltage: 12V,
*Type-C 输出接口, Output voltage @Max. load current如下:
.QC3.0: 3.6V~12V @3A,
. USB PD: 5V/9V/12V/15V/20V @3A
*满载平均效率约95%
*自动识别负载充电接口,QC3.0 由D+/D-识别充电协议,USB PD由CC1/CC2识别充电协议