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揭秘:USB Type-C双向快充移动电源完整解决方案

  电源电池  

cywen 2016-11-03

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USB Type-C移动电源方案采用标准双向模式(DRP MODE)---充/放电皆共享一个USB Type-C接口。该方案的输出/入路径分别配置电力保护开关,手机与移动电源在连接后会各自分别先做Type-C配置检测,检测完成后开关才会开启以启动充/放电,使用者不再有插错设备的风险。

揭秘:USB Type-C双向快充移动电源完整解决方案

图示1-USB Type-C移动电源的系统架构图

USB Type-C是新一代的USB接口,将会同时取代现存的USB Type-A与micro USB。和Apple Lightning线一样,USB Type-C正反都可以插,去除传统USB最烦人的问题。USB Type-C标准线材为3A电流,连接器可以做到5A电流,能满足智能手机对快速充电的要求。由于USB Type-C很细小,所以由计算机、平板到手机,以至更小的电子产品都可以配备。另一个让USB Type-C可以跨装置的原因,是支持达到100W电力,足够为大尺寸笔记本电脑供电。


图示2-USB Type-C移动电源的开发板照片

方案的USB Type-C控制采用软件控制设计,具有成本较低,弹性较大的优点,对设计者开放Type-C与PD控制软件,工程师可以用软件升级Type-C PD 版本;硬件采用飞兆半导体(Fairchild)的 FUSB302 Type-C 控制器,搭配了ST的Cortex M0 32位单芯片STM32F030K6,电源芯片采用MPS充电与升压二合一IC---MP2636,充放电双向皆可支持3A电流,达到双向快充的功能。


图示3-USB Type-C移动电源之Type-C Controller-Fairchild FUSB302系统架构图

本方案的USB Type-C移动电源为5V输出,最大输出电流为3A,较一般1A/1.5A USB 充电器提升两倍以上电流。输入为5V/3A,除了适用USB Type-C适配器,并可兼容电压可调的PD2.0适配器,输入电压会自动设定为5V,移动电源本体电池最大充电电流为3A。该方案兼容QC3.0或者其他需要用到D+/D-的充电协议,D+/D-信号的处理参考原设计即可。其中MCU内建程序包含充、放电灯号显示、电量显示与相关保护功能。

 
图示4-USB Type-C移动电源之32位MCU-STM32F030K6系统架构图

方案特色:
1. 双向(DRP)工作模式
2. 充放电共享一个USB Type-C接口
3. Input:5V/3A,Output:5V/3A
4. 内建USB PD功能,输入兼容USB PD2.0 电源适配器
5. 兼容QC2.0 或者其他需要用到D+/D-的充电协议,D+/-信号的处理参考原有设计即可,本方案并不参与这些充电协议
6. 评估版提供USB Type-A接口,计算机可以经此连接MCU做程序下载

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