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详解USB-C应用新架构

文章出处:AG真人平台 人气:发表时间:2021-11-25 16:42
本文摘要:USB-C模块正在彻底改变电子设备的电池方式。USB-C连接线无论哪一端都能相连智能手机或超级本。 物理上,C型连接器既是双向的(无论线缆的哪一端都能放入两头的设备),也是无极性的(连接器放入时可以正面朝上,也可以相反朝上)。在协商过程中,相连系统可以电子地辨别出有电极性。除了数据传输,USB-C还能反对更高功率水平的双向功率传输。 配置文件电压为5V,USB-C端口需要与放入的设备协商,在双方同意的电流水平上,将端口电压提升到20V,或双方同意的其他电压值。

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USB-C模块正在彻底改变电子设备的电池方式。USB-C连接线无论哪一端都能相连智能手机或超级本。

物理上,C型连接器既是双向的(无论线缆的哪一端都能放入两头的设备),也是无极性的(连接器放入时可以正面朝上,也可以相反朝上)。在协商过程中,相连系统可以电子地辨别出有电极性。除了数据传输,USB-C还能反对更高功率水平的双向功率传输。

配置文件电压为5V,USB-C端口需要与放入的设备协商,在双方同意的电流水平上,将端口电压提升到20V,或双方同意的其他电压值。USB-C端口获取的仅次于功率为100W(20V/5A),这用来给笔记本电脑电池早已绰绰有余了。

优势如此显著,也就不难理解为什么电子设备制造商争相在其下一代产品中使用USB-C了。随着USBPD和USB-C获得更加多的使用,计算机行业对稳压器的性能明确提出了显著更高的拒绝。与电压值相同的传统USB-A和USB-B端口比起,USB-C端口是双向的,拒绝接受星型输出电压,输入电压范围为5V至20V。

其可调节输入电压容许笔记本电脑和其他移动设备用USB-C端口替代传统AC/DC电源适配器和USB-A和B端子。考虑到这些优势,一些客户在其系统中设计了两个或多个USB-C端口。不过,目前具备两个或多个USB-C端口的系统架构很简单,无法符合很多客户的拒绝。

本白皮书明确提出了一种全新的系统架构,该架构使用Intersil的ISL95338升压-降压稳压器和ISL95521A组合式电池充电器。我们将辩论这种架构如何修改设计,并全面反对所有USB-C功能。

我们还将解释这种架构如何应用于到适配器末端,以构建可编程电源(PPS),这种电源可以输入可调节电压,以给定USB-C的星型输出电压。一种新的USB-C架构图1表明了一种新的USB-C架构,该架构由ISL95338双向升压-降压稳压器和ISL95521A组合式电池充电器或ISL9238升压-降压电池充电器构成。这种新的架构容许系统通过USB-C端口给电池电池,当两个PD充电器放入USB-C_1和USB-C_2时,还反对较慢电池功能。需要额外简单的端口掌控逻辑电路或IC,该架构的两个端口就可全面反对USB3.1On-The-Go(OTG)。

图1.Intersil电池充电器架构–双USB-C端口,使用两个升压-降压稳压器和一个升压充电器USB-Type-C:USB-C端口Bi-directional:双向2&3-cellLi-ion:2或3节锂离子电池较为图1和图2很更容易显现出,要构建与Intersil电池充电器架构完全相同的功能和性能水平,市场上现有的电池充电器架构必须更加多器件和简单的外部电路。似乎,用于现有的电池电池系统,每个充电器通路都必须一个USB-PD控制器来掌控2个ASGATE并继续执行电池功能,这提升了设计的系统成本。为了构建5V升压OTG,OTG门还必须一个PD控制器。

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留意,现有的升压转换器不能输入单一相同电压。图2表明,如果用于5V升压转换器,设计工程师不能输入一个相同5V电压,这与很多USB-C应用于拒绝的固定式5V-20VOTG输入电压不给定。图2.现有电池充电器架构-单一升压-降压充电器+简单的外部逻辑电路USB-Type-C1:USB-C端口15VOTGonly:仅有5VOTGChargingbattery&Supportsystem:充电电池和支持系统Externalinputpowerselectionlogiccircuitry:用作自由选择外部输出电源的逻辑电路BBcharger:升压-降压充电器5VBuck:5V升压转换器本文明确提出的Intersil架构解决了所有这些缺点。

图1表明,两个ISL95338并联,将两个USB-C端口相连到ISL95521A电池充电器。修改了系统架构,为客户节省了大量成本,因为去除了不少元件,还包括各个PD控制器、ASGATE和OTGGATE。最重要的是,用于了较少的元件但未减少性能。

例如,如果电池必须电池,那么就必要从USB-C输出向ISL95521A供电。此外,将两个ISL95338并联,可为客户应用于获取更加多自由选择。


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