過去幾年,我們看到了USB Type-C口的普及趨勢(shì)與速度。尤其是在USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以后,該規(guī)范將快充功率上限從100 W提升至240 W(支持Extended Power Range,簡(jiǎn)稱EPR)。這一變化使USB Type-C可以為更多的設(shè)備提供足夠的充電功率,包括一些需要更高功率充電的大型電子設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、通信和安防設(shè)備、汽車和醫(yī)療設(shè)備等。
在USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)中,EPR工作模式下包含28 V,36 V和48 V三種固定電壓檔和三種可調(diào)電壓檔(Adjustable Voltage Supply,簡(jiǎn)稱AVS)。28 V、36 V、48 V分別對(duì)應(yīng)的是6節(jié)電池、8節(jié)電池和10節(jié)電池的應(yīng)用,這讓USB PD的能很好地適用于電腦、服務(wù)器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和通信電源等設(shè)備。
圖1:USB PD的應(yīng)用
值得關(guān)注的是,USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)帶來了一個(gè)比較典型的應(yīng)用擴(kuò)展--為24 V直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供電源供應(yīng)。直流電機(jī)主要功能是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)所需要的機(jī)械能,通常應(yīng)用在電動(dòng)工具、玩具車、電風(fēng)扇等設(shè)備里。有數(shù)據(jù)表明,2022年全球電動(dòng)工具出貨量和市場(chǎng)規(guī)模分別為 5.1億只和571.9億美元,預(yù)計(jì)到2026年全球電動(dòng)工具出貨量將超過7億臺(tái),市場(chǎng)規(guī)模將超過800億美元。受電動(dòng)工具無繩化的發(fā)展趨勢(shì)影響,越來越多的電動(dòng)工具采用多串鋰電池組供電,而USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布將有效推動(dòng)電動(dòng)工具無繩化發(fā)展并加速電動(dòng)工具向USB PD快充的升級(jí)迭代。
使用獨(dú)立的PD3.1 Sink升級(jí)您的電動(dòng)工具設(shè)計(jì)
通過慧能泰半導(dǎo)體最新推出的 240W PD3.1 Sink控制器HUSB238A來升級(jí)電動(dòng)工具的接口設(shè)計(jì)是一個(gè)最簡(jiǎn)單方式。HUSB238A是一款高度集成的獨(dú)立的USB Type-C和Power Delivery(PD)Sink控制器。它集成了CC邏輯、USB PD協(xié)議和傳統(tǒng)協(xié)議,支持Type-C V2.1 & USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)、PPS 20mV和AVS 100mV調(diào)壓,傳輸?shù)念~定功率可達(dá)240 W(48 V 5 A)。HUSB238A可以在I2C模式和GPIO模式下運(yùn)行。在I2C模式下,一個(gè)I2C主機(jī)以訪問HUSB238A來配置設(shè)置、回讀狀態(tài)并執(zhí)行高級(jí)功能,如數(shù)據(jù)角色交換,VDM信息。而在GPIO模式下,配置是通過設(shè)置引腳實(shí)現(xiàn)。HUSB238A的超低工作電流有助于系統(tǒng)降低總功耗,適合電池應(yīng)用。它采用QFN 3 mm x 3mm-16L封裝,用于具有傳統(tǒng)桶連接器或USB micro-B電源連接器的電子設(shè)備,如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、無線充電器、無人機(jī)、智能揚(yáng)聲器、電動(dòng)工具和其他設(shè)備。
圖2.HUSB238A的性能優(yōu)勢(shì)
如下圖所示,HUSB238A與USB PDSource進(jìn)行通信,通過USB-C連接器實(shí)現(xiàn)USB-C和PD握手。HUSB238A可以控制負(fù)載開關(guān),實(shí)現(xiàn)過壓和欠壓保護(hù)。HUSB238A 支持PPS 20 mV和AVS 100 mV調(diào)壓,通過主機(jī)控制HUSB238A進(jìn)入I2C模式,可以把28 V AVS電壓調(diào)到24 V,直接給24 V直流電機(jī)供電。
圖3.HUSB238A的系統(tǒng)框圖
圖4.HUSB238A PD3.1 參考設(shè)計(jì)小板
HUSB238A具有小尺寸封裝與高集成度的設(shè)計(jì),通過HUSB238A的PD誘騙小板,工程師無需額外的固件開發(fā)工作,可快速完成電動(dòng)工具的接口升級(jí)。
圖5.電動(dòng)工具示例
將HUSB238A PD3.1小板與電動(dòng)工具相連,并用一個(gè)140 W電源為其供電。啟動(dòng)電動(dòng)工具,可以看到電動(dòng)工具正常工作。在實(shí)際操作中,當(dāng)需要誘騙出240 W(48 V 5 A)時(shí),只需要為上述誘騙小板VBUS PIN增加額外的穩(wěn)壓電路(I2C模式下)即可實(shí)現(xiàn)。
圖6.HUSB238A I2C模式下的PD誘騙小板電路圖(最高48 V)
聯(lián)系我們,了解HUSB238A PD3.1大功率誘騙方案更多信息。同時(shí),HUSB238A的樣品與誘騙小板申請(qǐng)已開放,可聯(lián)系慧能泰或點(diǎn)擊文末閱讀原文申請(qǐng)。
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深圳慧能泰半導(dǎo)體科技有限公司是一家專注于智慧能源控制技術(shù)的公司,主要面向智能快充和數(shù)字能源領(lǐng)域,提供高性能數(shù)?;旌?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/137/" target="_blank">芯片產(chǎn)品。公司總部設(shè)立在深圳前海,同時(shí)在上海、浙江杭州、美國加州設(shè)有研發(fā)中心?;勰芴┑暮诵难邪l(fā)團(tuán)隊(duì)來自國內(nèi)外頂尖半導(dǎo)體公司,擁有強(qiáng)大的研發(fā)創(chuàng)新能力。公司現(xiàn)已獲多項(xiàng)授權(quán)專利,擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),并于2020年被評(píng)為“高新技術(shù)企業(yè)”。
目前,慧能泰已完成了圍繞USB Type-C生態(tài)鏈的整體產(chǎn)品布局,開發(fā)并量產(chǎn)了多款產(chǎn)品:供電端的多系列PD Source協(xié)議芯片,受電端的高性能PD Sink(PD 誘騙芯片)、Type-C端口控制器(CC Logic),線纜端的USB eMarker(電子標(biāo)簽芯片)。成立以來,慧能泰連續(xù)推出多款業(yè)界領(lǐng)先的產(chǎn)品并廣受市場(chǎng)歡迎。公司芯片出貨量2億顆,標(biāo)桿性客戶有聯(lián)想、小米、三星、HP、貝爾金和努比亞等。同時(shí),慧能泰也致力于提高能源利用效率、研究能源控制技術(shù),借助自身的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì),面向ICT(通信服務(wù)器)、數(shù)據(jù)中心、光伏逆變器、儲(chǔ)能等工業(yè)應(yīng)用,研發(fā)數(shù)字電源控制芯片、高壓驅(qū)動(dòng)芯片、電源轉(zhuǎn)換芯片和模塊等產(chǎn)品。
慧能泰半導(dǎo)體肩負(fù)著“芯智慧 芯能源,共建綠色未來”的使命,立志成為業(yè)界領(lǐng)先的智慧能源控制技術(shù)供應(yīng)商。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:USB PD3.1 EPR助力24V直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)
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