熱點頻道

友尚推出QC3.0+USB PD二合一Type-C車用充電器解決方案

 2016-09-21

Type-C是新一代的USB接口,正反都可以插,USB PD輸出電壓可提供5V、9V、12V、15V、20V等多種選擇,功率最大可以達到100W電力,而且Type-C接口很細小,所以適合筆電、平板到手機,以至小小的周邊產品都可以配備。而QC3.0乃是為手機量身打造,輸出電壓以每 200mV 為增量,於 3.6V 至 20V 的電壓範圍內,讓手機選擇最適合的電壓與理想的充電電流,進而將電能損耗最小化、提升充電效率並改善熱表現。因此友尚結合QC3.0與USB PD,推出單一Type-C接口輸出QC3.0+USB PD二合一車用充電器,讓使用者可以方便的對手機、平板與筆電充電。

本方案最高功率可達60W,採用MCU與開放式軟件設計,能自動識別負載充電協議為QC3.0或USB PD,並共用一個Type-C接口,具有成本低,彈性大的優點。MCU採用市場應用最廣的ARM Cortex M0系列,以本公司代理的義法 (ST Micro) STM32F030K6,搭配仙童 (Fairchild) FUSB302 Type-C控制器,與安森美( ON Semi) QC3.0識別IC NCP4371,電源控制晶片則採用安森美升降壓(Buck-Boost) IC NCP81239。

【方案特色】

本方案輸入由汽車電池點菸座提供大功率電源,經由安森美的升降壓電源轉換控制晶片NCP81239驅動功率開關,以調節輸出電壓與電流。MCU 負責識別、判斷負載充電需求與控制升降壓電源轉換晶片,以輸出負載所需的電源規格,採用的是義法STM32F030K6。MCU可直接連接Buck Boost IC內建的I²C bus來設定負載所需的輸出電壓值,電壓設定採每100mV為增量,超越QC3.0所需的200mV增量規格。NCP81239搭配四顆Power Mosfet開關、一顆電感、與濾波電容,根據輸出入電壓差可自動調整為升壓 (BOOST) 或降壓 (BUCK) 架構,輸出5V~20V,符合USB PD需求的電壓規格。

本方案負載充電協議支援QC3.0與USB PD,並共用一個Type-C接口。Type-C與USB PD協議是經由偵測USB接口的CC1與CC2訊號,並透過仙童的Type-C控制IC FUSB302,經由I²C介面與MCU連接。QC3.0快充協議則採用安森美的QC3.0 控制IC NCP4371連接USB接口的D+/D-訊號。MCU負責識別、判斷負載充電需求與控制升降壓電源轉換晶片,以輸出負載所需的電源規格。

 

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)

【線路圖】

線路圖

【方案方塊圖】

方案方塊圖

【系統功能】

*汽車點菸座輸入接口, Input voltage: 12V,
*Type-C 輸出接口, Output voltage @Max. load current如下:
.QC3.0: 3.6V~12V @3A,
.USB PD: 5V/9V/12V/15V/20V @3A
*滿載平均效率約95%
*自動識別負載充電介面,QC3.0 由D+/D-識別充電協議,USB PD由CC1/CC2識別充電協議