前言
USB PD 3.1标准是USB Power Delivery的最新版本,它为USB连接提供了更高的功率传输能力和更灵活的电源管理功能。相比之前的USB标准,USB PD 3.1支持更高达240W的功率传输,使其能够满足更多设备的电力需求,包括笔记本电脑、显示器、充电宝等。
目前USB PD 3.1的最高电压档位就是支持48V的电压档,通过提供48V电压,系统可以在更低的电流下传输相同的功率,从而减小电阻损耗,提高功率传输的效率。高压应用芯片是在支持USB PD 3.1标准的基础上设计的,它们能够稳定地提供和管理48V电压,是支持更高功率需求的设备提供电力传输解决方案的关键组成部分,它们在提供高效能量传输的同时,保证了系统的可靠性和安全性。
USB PD3.1 48V高压应用芯片盘点充电头网精心统计了目前多家快充芯片企业所推出的多款USB PD3.1 48V高压应用芯片,并将这些信息汇总整理形成了下表,详细展示了各家企业的主打产品及其封装。
以下排名不分先后,按企业英文首字母排序。
Hynetek慧能泰慧能泰HUSB238AHUSB238A 是一款高集成度的独立 USB-C 和PD受电端芯片,该控制器集成了 CC 逻辑、USB PD 协议以及传统通信协议,支持Type-C V2.1 & USB PD3.1标准、PPS 20mV和AVS 200mV调压,传输的额定功率可达240W。
HUSB238A 支持 I²C 模式和 GPIO 模式两种工作方式。在 I²C 模式下,I²C 主控可以对 HUSB238A 进行配置设定、状态读取,并实现诸如数据角色交换(DR Swap)、供应商定义消息(VDM)等高级功能。
在I²C模式下,HUSB238A最大支持 48V/5A,包括 FPDO, PPS, EPR PDO, EPR AVS;在GPIO模式下,HUSB238A最大支持 28V/3.25A,包括FPDO, EPR PDO。HUSB238A也支持QC2.0和AFC。
HUSB238A 在此模式下支持可调电源供应输出(APDO),最高可达 48V/5A 的扩展电源范围(EPR)PDO 以及 I²C 模式下的 EPR 自动电压调节。在 GPIO 模式下,通过设置引脚来完成配置。
HUSB238A 采用 QFN 3 mm x 3 mm-16L 封装,用于具有传统桶连接器或USB micro-B电源连接器的电子设备,如物联网设备、无线充电器、无人机、智能扬声器、电动工具和其他设备。
慧能泰HUSB239HUSB239是一款高度集成的独立USB Type-C®和功率传输(PD)控制器。HUSB239整合了CC逻辑、USB PD协议和传统协议。用户可以自由配置HUSB239作为Sink或DRP。此外,它支持识别调试配件和音频配件。
HUSB239可以在两种模式下运行:I²C模式和GPIO模式。在I²C模式下,I²C主机可以访问HUSB239以配置设置、读取状态并执行高级功能,例如PR Swap、DR Swap和VDM消息。在I²C模式下,HUSB239支持PPS、SPR AVS、最大48V / 5A EPR PDO和EPR AVS。
在GPIO模式下,配置通过设置引脚实现。HUSB239可以配置为通过VSET和ISET引脚支持最大28V / 3.25A PDO,仅使用两个电阻来设置电压和电流。当HUSB239作为源时,Rp可以通过SRC_ISET引脚进行配置。
HUSB239通用系统框图
HUSB239是一款可以独自运行的PD DRP,支持PR_SWAP、DR_SWAP、 VCONN Role Swap、支持Discover ID和Discover SVID,用于带数据通信的Type-C场合。它不用任何软件编程,不需要烧录,即贴即用。
HUSB239的超低工作电流有助于系统降低总功耗,适用于电池应用。HUSB239提供QFN 3mm x 3mm-16L封装。
RICHTEK立锜科技立锜RT7209立锜RT7209是一款高度集成的可编程USB PD控制器,支持USB PD3.1 SPR和EPR 48V规范,并通过了USB-IF PD3.1认证,认证TID:11022 ,支持3V至55V的工作电压,内置MCU,具有16kB的OTP-ROM和2kB的SRAM,内置反馈补偿机制,不仅减少了外部元件,还增强了瞬态响应。
RT7209支持PD3.1、PPS、UFCS等多种快充协议,还允许客户根据特定需求定制私有协议。该芯片内置了分流稳压器,使其在提供恒定电压或恒定电流输出时具有更高的稳定性和可靠性。同时,内置的反馈补偿机制确保了整个系统的稳定性,同时通过可编程线缆补偿功能,用户可以针对线损进行精确调整,优化充电效率。
RT7209还具备VIN引脚检测功能,能够监测输入电压的状态,并据此作出相应的控制决策,从而保障设备的稳定运行。BLD引脚可用于快速放电输出电容,有助于缩短充电周期,提高充电速率。而USBP引脚则提供了直接驱动外部阻断N-MOSFET的能力,进一步增强了系统的控制能力和安全性。
RT7209应用电路图
在安全性方面,RT7209支持可编程的过流保护、恒定电流保护、过温保护,支持自适应输出过压保护、输出欠压保护,推荐的结温范围为−40℃至125℃,工作环境温度范围为−40℃至105℃。支持CC1/CC2/D+/D- 过压保护与内部过温保护,适用于多种消费电子的充电适配器之中,采用 WQFN-28L 4x5封装。
UNICMICRO广芯微广芯微UM3506广芯微UM3506-BPQF SOC芯片,这是一颗支持PD3.0 3.1规格的快充控制器,具备全功能的SRC/SNK/DRP支持能力,同时也可以支持EMARK电子标记的SOP'报文交互功能,全面满足PD3.0,PD3.1规格,支持SPR,EPR(PD3.1)模式,以及PD报文的chunk模式和260bytes 长包。芯片内置高压LDO,支持3.3-24V供电,使用灵活。
UM3506具有2对DP DM引脚,支持BC1.2,QC,FCP,SCP等协议。Field-proven PD 协议库,支持可持续升级和灵活扩展。
芯片内置高性能32位RISC-V内核,主频最高为33MHz,内置8KB SRAM和256KB FLASH,内置16通道12位ADC用以电压和电流采样,支持3.3-24V工作电压范围,使用QFN24封装。
充电头网总结虽然现在PD协议在智能手机等智能设备上的功率最大也就在140W左右,距离跑满240W的功率还有很长的路要走。这是因为目前的工艺与技术仍未能达到符合消费者预期的充电器,48V电压一般需要使用63V的电解电容,而19V只需36V的电解电容。在相同容量下,价格显著增加,体积也大不少。此外,发热等问题也普遍存在。
然而,目前已经有电动工具能够达到240W的功率。这类芯片不仅在工业设备、电动工具等领域具有广泛的需求,而且随着工业自动化和时代的发展,对48V高压应用芯片的需求也会相应增加。
为了满足市场需求,本文推荐了目前市面上少有的四款48V高压芯片,支持PD 3.1 240W应用。这些芯片的推出将为电源管理领域带来新的可能性,促进USB PD标准的进一步发展,为更高功率的设备充电提供了更可靠的解决方案。
电能表的锰铜阻采样供计量芯片是电流信号,由于他稳定性能好,阻值稳定所以被电能表选为电流采样原件,其串联在负载回路中,通过检测其上的电压来计算回路中的电流。
采样电阻一般根据具体线路板的要求,分为插件电阻、贴片电阻。采样电阻,阻值低,精密度高,一般在阻值精密度在±1%以内,更高要求的用途时会采用0.01%精度的电阻。国内工厂生产的大部分都是以康铜、锰铜为材质的插件电阻,但是,广大的用户更需要的是贴片的高精密电阻来实现取样功能,这是为了满足产品小型化产品生产的自动化的要求。能够生产在低温度系数,高精密度,超低阻值上做到满足用户要求电阻的厂商并不多见。
一般采样电阻的阻值会选在1欧姆以下,属于毫欧级无感电阻,但是部分电阻,有个采样电压等要求,必须选择大阻值电阻,但是这样电阻基数大,产生的误差大。这种情况下,需要选择高精度的无感电阻(可到0.01%精度,即万分之一精度),这样就可以让采样出来的数据非常可信。贴片超低阻值电阻(0.0005欧姆,2毫欧,3毫欧,10毫欧等),贴片合金电阻,大功率电阻(20W,30W,35W,50W,100W)等产品,温度系数可达到正负5PPM。
单项智能电能表,都是四个端口的,两进,两出,
零线火线进入电能表,它是一三进,二四出,电能表的内部有一个计量单元,我就简单的和你说一下把,计量单元,要把输入的电压,和电流进行计量,不可能把交流220电压送入计量单元,
所以一三进去,通过一个电阻分压网路,串联,等效后,把交流220v等效成微小的电压信号送人计量单元,计量单元有两个通道(A,B,)A通道是电压输入,B是电流输入,是通过锰铜片采样电流,然后送人计量单元B通道,计量芯片是一个数模转换芯片,
进行计量,一三是输入计量,二四是输出负载还有电流是形成一个回路的
锰铜阻采样的是电流信号。由于他稳定性能好,阻值稳定所以被电能表选为电流采样原件,其串联在负载回路中,通过检测其上的电压来计算回路中的电流。电能表采样电压的方法一般是用2个或多个电阻串联后再并在l和n两端,在取其中已个较小的电阻是的分压电压来计算电网中的电压。
锰铜合金分流器的作用是进行电流采样的,它为芯片的计量提供电流采样,它其实是一个串接在电路中的电阻【典型值380微欧】。上面的三根线其中1根黑的叫基准点,另外两根是采样点
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电源管理芯片工作原理和应来自用