最近幾年,用USB大功率快充的USB PD充電協(xié)議得到普及。USB PD充電技術(shù)能將充電能力擴大到最高100W(USB3.x規范的20被以上),不止用于手機,還支持電腦、打印機、液晶屏等各種設備的供電。
由于USB接口是全球通用的,因此有望擴展應用到基礎設施上,例如替換不同國家需要轉換的AC電源插座,將當前流行的USB插座都USB PD化以及車(chē)內安裝USB PD端口等。
另外,由于電力供應和通信只需要一根USB type-C電纜就能完成,從減少零部件的角度來(lái)看,今后支持USB PD的設備將會(huì )增加。
NJW4210是一款升降壓型同步整流DC / DC轉換器,其工作電壓范圍為4.8V至36V,適用于USB PD快充。除了采用升降壓方式之外,還內置了輸出電壓切換功能,因此不需要準備多個(gè)穩壓器就能構筑USB PD供電系統,從而減少了使用的部件、實(shí)裝面積和設計工時(shí)。另外,由于具有寬工作電壓范圍,因此能夠應對各種供電設備的內部電源電壓,并有助于設計的標準化。
本產(chǎn)品采用了EQFN24 (4×4mm)封裝,正準備取得AEC-Q100車(chē)載認證。
功能特點(diǎn)
NJW4210內置了與USB控制器聯(lián)動(dòng)切換到與受電側設備對應的輸出電壓的功能,因此不需為每一個(gè)輸出電壓準備多個(gè)穩壓器,只需一個(gè)芯片即可覆蓋USB PD的供給電源規格(見(jiàn)下表)。
USB PD 2.0 ver.1.2以后的供給電源規格概要
PD功率
|
~15W
|
~27W
|
~45W
|
~60W
|
~100W
|
最大輸出電壓/電流
|
5V/3A
|
9V/3A
|
15V/3A
|
20V/3A
|
20V/5A※
|
※ 使用5A連接線(xiàn)時(shí)
另外,不需要在供電輸出線(xiàn)(VBUS)上追加負載開(kāi)關(guān)和放電開(kāi)關(guān),有助于應用的小型化和降低成本。
o 1. 單芯片支持5V/9V/15V/20V輸出電壓
§ 供電側設備的內部電源電壓是多種多樣的,為了對應USB PD的各個(gè)輸出電壓,有時(shí)會(huì )出現降壓、升壓混合的復雜電源構成。
NJW4210采用了根據輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系自動(dòng)切換到降壓模式、升降壓模式、升壓模式的自動(dòng)模式切換方式,所以不管輸入電壓如何,USB PD所要求的輸出電壓都可以通過(guò)單芯片實(shí)現。因為沒(méi)有必要準備與輸出電壓對應的多個(gè)穩壓器,所以輸出切換用的負載開(kāi)關(guān)等也不再需要。

o 2. 內置放電電路
§ 在USB PD應用中,由于設備被取下時(shí)需要對輸出電壓進(jìn)行放電,所以在以往的電源配置中需要追加放電開(kāi)關(guān)。NJW4210內置了與USB控制器信號聯(lián)動(dòng)的輸出放電電路,所以不需要追加外接部件。

o 3. 符合USB PD標準的電壓轉換特性
§ USB PD標準中規定了輸出電壓上升/下降時(shí)的電壓轉換速率、輸出電壓轉換穩定時(shí)間、額定輸出電壓、輸出電壓轉換時(shí)的上沖/下沖。NJW4210通過(guò)獨自的軟啟動(dòng)抑制上沖/下沖,并具有完全滿(mǎn)足USB PD標準的性能。
性能項目
|
Parameter
|
USB PD標準
|
NJW4210
|
輸出電壓上升時(shí)的電壓轉換速率
|
vSrcSlewPos
|
30mV/µs max.
|
2mV/µs
|
輸出電壓下降時(shí)的電壓轉換速率
|
vSrcSlewNeg
|
30mV/µs max.
|
2mV/µs
|
輸出電壓轉換穩定時(shí)間
|
tSrcSettle
|
275ms max.
|
10ms
|
額定輸出電壓
|
vSrcNew
|
PDO(※1) Voltage ※ ±5%
|
PDO(※1) Voltage ※ ±5%
|
輸出電壓轉換時(shí)
上沖/下沖
|
vSrcValid
|
vSrcNew±0.5V
|
vSrcNew±0.5V以?xún)?/font>
|
(※1 PDO:Power Data Object的簡(jiǎn)稱(chēng)。
表示能否提供USB PD標準中規定的功率規則的數據信息)

產(chǎn)品外觀(guān)圖

應用
· 居室內、車(chē)內備有USB PD的供電系統
· 備有USB PD的電器
· 其他有USB PD的電源設備
樣片及生產(chǎn)計劃
· 樣片2021年4月提供
· 生產(chǎn)2021年10月量產(chǎn)