USB Type-C電源設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

借助 USB Type-C 連接器，用戶可以通過同一連接器為筆記本電腦充電并連接到顯示器、音箱、存儲(chǔ)設(shè)備或耳機(jī)。利用 USB 功率傳輸(PD)，之前分離的許多功能現(xiàn)在都可以集成到同一連接器上。USB PD 協(xié)議允許為發(fā)送設(shè)備或接收設(shè)備提供 5A 的電流。

對(duì)于某些應(yīng)用，5A的電流可能是不足夠的，因此需要定制。德州儀器(TI)可在雙電源模式下配置USB PD控制器。該模式下，兩個(gè)USB Type-C電源路徑可并聯(lián)運(yùn)行，在與標(biāo)準(zhǔn)USB PD電源相同電壓條件下，(5 V、9 V、15 V和20V)提供多達(dá)10 A的電流能力。這種自定義行為在電源設(shè)計(jì)和PD控制器的配置中都需要特別考慮。

硬件設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)大電流系統(tǒng)時(shí)，需要考慮熱性能和效率這兩個(gè)具體的設(shè)計(jì)要素。我們來討論一下電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，市場(chǎng)上大多數(shù)筆記本電腦的充電電壓為 20V，標(biāo)準(zhǔn)筆記本電腦充電器中 AC/DC 轉(zhuǎn)換器的直流輸出電壓為19.5V至 20V。對(duì)于在 USB PD 協(xié)議中定義的 20 V USB PD，19.5 V 電壓是在允許的 5%誤差內(nèi)的。如果降壓控制器在外部場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)上支持 100%占空比，則允許僅采用降壓電源架構(gòu)的設(shè)計(jì)。還可以與降壓轉(zhuǎn)換器并聯(lián)，增加一個(gè)旁路路徑，這將輸入電壓直接傳遞至降壓轉(zhuǎn)換器輸出，無需通過電感。這種方法可具備出色的熱性能，但需要添加兩個(gè)額外的 FET。

除了硬件設(shè)計(jì)外，還有以下幾個(gè)方面需要考慮：

DC/DC降壓設(shè)計(jì)

USB PD控制器設(shè)計(jì)

VBUS電源路徑保護(hù)

功率接收器設(shè)計(jì)

雙電源模式

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