USB-C 인터페이스는 전자 장비의 충전 방식을 완전히 바꿔 놓았으며, USB-C 케이블은 스마트 폰 또는 수퍼 컴퓨터의 양쪽에 연결할 수 있습니다. 물리적 인 C 형 커넥터는 양방향입니다 (케이블의 어느 쪽을 삽입 할 수 있는지에 상관없이). 2 피스 장치)뿐만 아니라 비극성 (커넥터는 앞면이 위로 향하게 삽입 할 수 있습니다.) 또한 협상 과정에서 연결 시스템이 전자식으로 전극을 구별 할 수 있습니다. 데이터 전송 외에도 USB-C는 양방향 전력 전송의 높은 전력 레벨에 대한 지원. 기본 전압은 5V이며 USB-C 포트는 삽입 된 장치와 협상 할 수 있고 양측은 현재 레벨에 동의하며 포트 전압은 20V로 상승하거나 두 가지 모두 다른 전압에 동의합니다. 포트가 제공하는 최대 전력은 100W (20V / 5A)로 노트북을 충전하기에 충분하며, 전자 장비 제조업체가 USB- C.
USB PD와 USB-C가 채택됨에 따라 컴퓨터 업계에서는 레귤레이터의 성능에 대한 요구가 훨씬 높아지고 있으며 고정 전압 값을 갖는 기존의 USB-A 및 USB-B 포트와 비교할 때 USB C 포트는 양방향이며 출력 전압 범위가 5V ~ 20V 인 가변 입력 전압을 수용합니다. 조정 가능한 출력 전압으로 노트북 및 기타 모바일 장치는 기존 AC / DC 전원 어댑터를 USB-C 포트 및 USB-A로 교체 할 수 있으며 B 터미널. 이러한 장점을 고려하여 두 개 이상의 USB-C 포트를 시스템 설계 한 일부 고객.
그러나 두 개 이상의 USB-C 포트가있는 시스템 아키텍처는 복잡하며 많은 고객의 요구를 충족시킬 수 없습니다.이 백서는 인터 실의 ISL95338 벅 부스트 레귤레이터를 사용하는 새로운 시스템 아키텍처를 제공합니다 또한 ISL95521A 모듈 형 배터리 충전기에 대해 설명한다.이 아키텍처가 어떻게 설계를 단순화하고 모든 USB-C 기능을 완벽하게 지원하는지에 대해 논의 할 예정이다.이 아키텍처를 PPS (programmable power supply) 이 전원 공급 장치는 USB-C 가변 입력 전압과 일치하도록 조정 가능한 전압을 출력 할 수 있습니다.
새로운 USB-C 아키텍처
그림 1은 ISL95338 양방향 벅 - 부스트 레귤레이터와 ISL95521A 결합 배터리 충전기 또는 ISL9238 벅 - 부스트 배터리 충전기로 구성된 새로운 USB-C 아키텍처를 보여준다. 이 시스템은 USB-C 포트를 통해 배터리를 충전하고 두 개의 PD 충전기를 USB-C_1 및 USB-C_2에 꽂으면 고속 충전을 지원한다. 복잡한 포트 제어 로직이나 IC는 추가로 필요하지 않으며 아키텍처의 두 포트 USB 3.1 On-The-Go (OTG)에 대한 완벽한 지원.
USB-Type-C : USB-C 포트 양방향 : 양방향 2 및 3 셀 리튬 이온 : 2 또는 3 리튬 이온 배터리
그림 1 및 그림 2와 비교하면 기존의 배터리 충전기 아키텍처는 Intersil 배터리 충전기 아키텍처와 동일한 기능 및 성능 수준을 달성하기 위해 더 많은 장치와 복잡한 외부 회로가 필요하다는 것을 쉽게 알 수있다. 배터리 충전 시스템 중 각 충전기 경로는 두 개의 ASGATE를 제어하고 충전 기능을 수행하여 시스템 비용의 설계를 향상시키는 USB-PD 컨트롤러가 필요하다. 5V buck OTG를 달성하려면 OTG 도어에도 PD 컨트롤이 필요하다 기존 벅 컨버터는 단일 고정 전압 만 출력 할 수 있음을 알 수있다. 그림 2는 5V 벅 컨버터를 사용하면 설계 엔지니어가 고정 된 5V 전압 만 출력 할 수 있음을 보여 주며 많은 USB-C 애플리케이션 5V-20V OTG 출력 전압이 일치하지 않습니다.
USB 타입 C 1 : USB-C 포트 15V OTG 전용 : 5V 전용 배터리 충전 및 지원 시스템 : 충전식 배터리 및 지원 시스템 외부 로직 : 외부 입력 전원 선택을위한 로직 회로 선택 BB 충전기 : 부스트 충전기 5V 벅 : 5V 벅 컨버터
그림 1은 2 개의 ISL95338이 2 개의 USB-C 포트를 ISL95521A 배터리 충전기에 연결하여 시스템 아키텍처를 간소화하고 고객에게 상당한 비용 절감 효과를 제공한다는 것을 보여주고있다. 개별 PD 컨트롤러, ASGATE 및 OTG GATE를 포함하여 더 작은 부품 가장 중요한 것은 더 적은 부품이 사용되지만 성능은 저하되지 않는다는 것입니다. 예를 들어, 배터리를 충전해야하는 경우 ISL95521A는 USB-C 입력에서 직접 전원을 공급받습니다. 또한, 두 개의 ISL95338 병렬, 고객을위한 더 많은 선택권을 제공합니다.
예를 들어 정격 전력이 다른 두 개의 USB-C 입력을 사용하여 고전력 배터리 충전을 달성 할 수 있습니다. 즉, 배터리 충전 전력이 단일 USB-C 입력 전력보다 높습니다. 그림 1은 이러한 결과를 보여줍니다. ISL95521A 입력에 대해 ISL95338 (높은 정격 전력 USB-C로 설정)을 사용하여 정전압 (V0)을 제공하고 ISL95338 (낮은 정격 전력 USB-C로 설정)을 전류 루프에 배치하고, ISL95521A에 최대 전력을 자동으로 제공한다. 즉, 2 개의 병렬 ISL95338 벅 - 부스트 레귤레이터의 서로 다른 정격 전력을 결정하기 위해 추가 회로 또는 로직이 필요 없다.
다른 전력 자동 입력 전력을 최대한 활용하기 위해 제어 루프 ISL95338의 내측에 기초하여 선택 될 수있다. OTG 기능을 위해, 배터리 전원을 출력하는 ISL95338 USB-C의 동력 전달과, 다이오드에 의해 제공 될 수있다. 5V 벅함으로써 불필요 두 ISL95338 사이의 SMBus 통신을 이용하여, 또한,도 2에 도시 OTG 도어, ISL95521A와 PD 제어기는 OTG 전압보다는 고정 값.도를 사용하는 것보다, 조절 될 수있다.도 3은 급속 충전 전력 애플리케이션을 도시 , 인터 새로운 아키텍처 배터리 충전을 연장 할 수있어서, 독립적으로 동작 충전기 4 ISL95338 ISL9238 배터리 각 USB-C 포트 싱크 (싱크) 또는 소스 (소스)로 사용할 수있는 ISL95521A 병렬로 접속 될 수있다. 이 아키텍처는 재료 비용을 증가시키지 않으면 서 레거시 어댑터를 전원 공급 장치로 시스템에 통합 할 수 있습니다.
USB-Type-C 1 : USB-C 포트 1 일반 어댑터 : 일반 어댑터 2 및 3 셀 리튬 이온 : 2 또는 3 리튬 이온 배터리
프로그래밍 가능한 전력 솔루션
종래 USB-A와 USB-B 응용에서, 입력 전압은 USB-C 프로그램을 제공하는 고정 된 값이 아니라 가변 입력 전압을 받아 들일 수있는 USB-C 포트로 새로운 도전을 제공한다.이 용액을 프로그래밍 할 이 20mV / 50mA 프로그래밍 단계에서 전원 공급 장치의 출력 전압과 전류를 허용하고 파워로 (4)를 최적화하도록 조정 전원 (PPS) 함수, ISL95338 벅 - 부스트 레귤레이터 이상적으로 적합 PPS를 달성하기 위해 레귤레이터가 USB-PD 컨트롤러 SMBus 통신을 사용할 수 있기 때문에 출력 조절 형 양방향 전압을 사용할 수있다.
USB-PD 컨트롤러 : USB-PD 컨트롤러 벅 - 부스트 VR : 벅 - 부스트 레귤레이터 USB-C 포트 : USB-C 포트
결론
멀티 포트 USB-C 배터리 충전 시스템과 ISL95338은 새로운 구조가 인터 훨씬 저렴한 비용으로 실현 될 수있는 기존의 충전 구조에 비해 사용의 새로운 충전 구조의 용이성을 구현할 수 있으며, 제공 높은 성능, 빠른 충전 및 배터리 수명. 또한, 모든 USB-C 포트 요구 사항이 완전히 USB 자세히 추가해야 미래의 응용 프로그램의 주요 기능 중 하나 인 PPS를 달성하기 위해 포함하여 충족 될 수 ISL95338 양방향 벅 - 부스트 레귤레이터에 대한보다 자세한 정보는 http://www.intersil.com/products/isl95338에서 확인할 수있다.
저자 정보
리서치 트라이앵글 파크에 위치한 인터 실의 Xunwei 유 르네사스 자회사, 노스 캐롤라이나 모바일 애플리케이션 엔지니어들은 전력 관리 제품 사업부. 그는 박사 학위 노스 캐롤라이나 주립 대학 (노스 캐롤라이나 주립 대학)을 보유하고 있습니다.
선큔 림 르네사스 인터 노스 캐롤라이나 연구 Triangel 파크 모바일 애플리케이션 엔지니어 전력 관리 제품 부문의 자회사입니다. 그는 학사 학위 전자 공학과, 고려 대학교, 동아시아 부산, 노스 캐롤라이나 주립 대학 전자 (동아 대학교)를 보유하고 공학 석사 및 박사