基于國(guó)際大廠器件Type-C車用充電器的解決方案

2016年11月22日，致力于亞太地區(qū)市場(chǎng)的領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布，其旗下友尚推出基于國(guó)際大廠器件的QC3.0+USB PD二合一type-c車用充電器解決方案。
 

圖示1-大聯(lián)大友尚推出QC3.0+USB PD 二合一type-c車用充電器解決方案系統(tǒng)架構(gòu)圖

該方案最高功率可達(dá)60W，采用MCU與開(kāi)放式軟件設(shè)計(jì)，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載充電協(xié)議為QC3.0或USB PD，并共享一個(gè)type-c接口，具有成本低，彈性大的優(yōu)點(diǎn)。MCU采用市場(chǎng)應(yīng)用最廣的ARM Cortex M0系列，以大聯(lián)大友尚代理的意法（ST Micro）STM32F030K6，搭配飛兆（Fairchild）FUSB302 type-c控制器，與安森美（ON Semi）QC3.0識(shí)別IC NCP4371，電源控制芯片則采用安森美升降壓（Buck-Boost）IC NCP81239。
 

圖示2-大聯(lián)大友尚推出QC3.0+USB PD二合一Type-C車用充電器解決方案線路圖

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(dá)到100W電力，而且Type-C接口很細(xì)小，所以適合筆電、平板到手機(jī)，以至小小的周邊產(chǎn)品都可以配備。而QC3.0乃是為手機(jī)量身打造，輸出電壓以每 200mV 為增量，于 3.6V 至 20V 的電壓范圍內(nèi)，讓手機(jī)選擇最適合的電壓與理想的充電電流，進(jìn)而將電能損耗最小化、提升充電效率并改善熱表現(xiàn)。因此友尚結(jié)合QC3.0與USB PD，推出單一Type-C接口輸出的QC3.0+USB PD二合一車用充電器，讓使用者可以方便的對(duì)手機(jī)、平板與筆記本電腦充電。
 

圖示3-大聯(lián)大友尚推出QC3.0+USB PD二合一Type-C車用充電器解決方案之MCU-STM32F030K6 features

本方案輸入由汽車電池點(diǎn)煙座提供大功率電源，經(jīng)由安森美的升降壓電源轉(zhuǎn)換控制芯片NCP81239驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)，以調(diào)節(jié)輸出電壓與電流。MCU負(fù)責(zé)識(shí)別、判斷負(fù)載充電需求與控制升降壓電源轉(zhuǎn)換芯片，以輸出負(fù)載所需的電源規(guī)格，采用的是意法STM32F030K6。MCU可直接連接Buck Boost IC內(nèi)建的I²C bus來(lái)設(shè)定負(fù)載所需的輸出電壓值，電壓設(shè)定采每100mV為增量，超越QC3.0所需的200mV增量規(guī)格。NCP81239搭配四顆Power Mosfet開(kāi)關(guān)、一顆電感、與濾波電容，根據(jù)輸出入電壓差可自動(dòng)調(diào)整為升壓（BOOST）或降壓（BUCK）架構(gòu)，輸出5V~20V，符合USB PD需求的電壓規(guī)格。
 

圖示4-大聯(lián)大友尚推出QC3.0+USB PD二合一Type-C車用充電器解決方案之Type-C Controller-Fairchild FUSB302 Feature

本方案負(fù)載充電協(xié)議支持QC3.0與USB PD，并共享一個(gè)Type-C接口。Type-C與USB PD協(xié)議是經(jīng)由偵測(cè)USB接口的CC1與CC2訊號(hào)，并透過(guò)飛兆的Type-C控制IC FUSB302，經(jīng)由I²C接口與MCU連接。QC3.0快充協(xié)議則采用安森美的QC3.0 控制IC NCP4371連接USB接口的D+/D-訊號(hào)。MCU負(fù)責(zé)識(shí)別、判斷負(fù)載充電需求與控制升降壓電源轉(zhuǎn)換芯片，以輸出負(fù)載所需的電源規(guī)格。

圖示5-大聯(lián)大友尚推出QC3.0+USB PD 二合一Type-C車用充電器解決方案之QC3.0 HVDCP Controller-ON NCP4371 feature

圖示6-大聯(lián)大友尚推出QC3.0+USB PD二合一Type-C車用充電器解決方案之Buck Boost Power Controller-ON Semi NCP81239 Feature

圖示7-大聯(lián)大友尚推出QC3.0+USB PD二合一Type-C車用充電器解決方案開(kāi)發(fā)板照片

* 汽車點(diǎn)煙座輸入接口，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(dòng)識(shí)別負(fù)載充電接口，QC3.0由D+/D-識(shí)別充電協(xié)議，USB PD由CC1/CC2識(shí)別充電協(xié)議