यूएसबी टाइप-सी और क्विक चार्ज (क्यूसी) मौजूदा बाजार में दो नए बिजली मानक हैं, साथ ही बाजार के रुझान भी हैं। इन दो प्रमुख मानदंडों की सामान्य विशेषता यह है कि आउटपुट वोल्टेज को समायोजित करने की आवश्यकता होती है। अनशेन मेई सेमीकंडक्टर में सिंगल प्रेस प्रारंभ करनेवाला एच-ब्रिज बूस्ट पावर कंट्रोलर विस्तृत इनपुट वोल्टेज रेंज और विस्तृत आउटपुट वोल्टेज रेंज के अनुकूल हो सकता है, जो विशेष रूप से यूएसबी टाइप-सी या क्यूसी 3.0 में उपयोग के लिए उपयुक्त है, जिसके लिए आवश्यकताओं के अनुसार वोल्टेज विनियमन की आवश्यकता होती है। बिजली के उपकरणों की। अनुप्रयोगों। चिप एकीकृत I2C इंटरफ़ेस को आउटपुट वोल्टेज के चरण समायोजन को करने के लिए बाहरी माइक्रोकंट्रोलर (MCU) द्वारा समायोजित किया जा सकता है, और एक ही प्रकार में USB PD टाइप-सी, QC 2.0 / 3.0 जैसे विभिन्न प्रकार के फास्ट चार्ज प्रोटोकॉल को लागू कर सकता है। -सी पोर्ट। , Apple लाइटिंग इंटरफेस फास्ट चार्ज एग्रीमेंट और सैमसंग इंटरफेस फास्ट चार्ज एग्रीमेंट को डॉक कर सकता है।
यूएसबी टाइप-सी और क्विक चार्ज ओवरव्यू 1. USB TYPE-C इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद जैसे कंप्यूटर, मोबाइल फोन, डिजिटल कैमरा आदि। अक्सर डेटा को आपस में जोड़ने या अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ बिजली की आपूर्ति प्रदान करने की आवश्यकता होती है, लेकिन एडेप्टर और केबल के विभिन्न अलग-अलग विनिर्देश उपयोग करने में बहुत असुविधा लाते हैं, और यात्रा बैग के वजन को भी बढ़ाते हैं। हार्नेस और अनावश्यक कचरे की संख्या को कम करने के लिए, USB TYPE C इंटरफ़ेस मानक का जन्म होना चाहिए। USB TYPE C इंटरफ़ेस लक्ष्य विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के बीच एक एकीकृत इंटरफ़ेस को अपनाना है, जबकि पावर और ट्रांसमिशन डेटा प्रदान करते हुए, ऑडियो और ग्राहक व्यक्तिगत संचार प्रोटोकॉल का भी समर्थन करता है। USB चार्जिंग तकनीक का विकास चित्र 1 में दिखाया गया है।
चित्रा 1: यूएसबी चार्जिंग प्रौद्योगिकी विकास यूएसबी पीडी विभिन्न बिजली स्तरों की बिजली आपूर्ति का समर्थन करता है। प्रारंभ करते समय डिफ़ॉल्ट 5 V @ 2A का समर्थन करता है, और इसे 18 W, 36 W, 60 W, 100 W, आदि में समायोजित किया जा सकता है, केबल वर्तमान से ऊपर 1.5 A का समर्थन करता है, और अधिक बिजली उत्पादन को समायोजित करने की आवश्यकता होती है। आउटपुट वोल्टेज यह सुनिश्चित करने के लिए उच्च मूल्य है कि केबल करंट विनिर्देश से अधिक न हो। इसके अलावा, यूएसबी पीडी प्रोटोकॉल अतिरिक्त बिजली और वोल्टेज चयन का भी समर्थन करता है।
2. क्विक चार्ज क्विक चार्ज एक ऐसी तकनीक है जिसे हैंडहेल्ड डिवाइसेज की रैपिड चार्जिंग को सपोर्ट करने के लिए विकसित किया गया है। आउटपुट पावर बढ़ाने के लिए आउटपुट वोल्टेज बढ़ाकर, आउटपुट वोल्टेज यूएसबी सिग्नल लाइन डी +, डी- विभिन्न राज्यों द्वारा निर्धारित किया जाता है। क्यूसी 3.0 मानक हैंडहेल्ड डिवाइस के चार्जिंग हिस्से की रूपांतरण ऊर्जा दक्षता को अनुकूलित करने और तापमान वृद्धि को कम करने के लिए 200 एमवी / ऑर्डर वोल्टेज विनियमन का समर्थन करता है।
NCP81239 की विशेषताएं और कार्य सिद्धांत NCP81239 विस्तृत इनपुट वोल्टेज रेंज का समर्थन करता है, 150 kHz से 1.2 MHz तक डायनेमिक प्रोग्रामेबल स्विचिंग फ़्रीक्वेंसी प्रदान करता है, एकीकृत 4 MOSFET ड्राइवर, बायग करंट मोड कंट्रोल का उपयोग करते हुए, आउटपुट प्रीफ्लेमेशन स्टार्ट का समर्थन करता है, डायरेक्ट को रोकने के लिए अनुकूली डेड टाइम कंट्रोल, के साथ स्वतंत्र इनपुट और आउटपुट करंट डिटेक्शन, आउटपुट वोल्टेज (रेंज 0 से 20V) को प्रोग्राम किया जा सकता है, इंटीग्रेटेड ओवरवॉल्टेज, अंडरवॉल्टेज, ओवरक्रैक, और सटीक ओवरलोड प्रोटेक्शन आदि, लेकिन 5 V vconn पावर सप्लाई प्रोटेक्शन भी प्रदान करता है।
चित्र 2: NCP81239 का विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट आरेख NCP81239 द्विदलीय वर्तमान मोड उठाने वाले दबाव नियंत्रण का उपयोग करता है, जो बूस्ट मोड में हिक मोड की निर्बाध स्विचिंग प्राप्त कर सकता है। I2C इंटरफ़ेस द्विदिश धारावाहिक संचार प्राप्त करने के लिए केवल दो सिग्नल लाइनों का उपयोग करता है, और खुली नाली विभिन्न तर्क स्तरों पर 1.8 V, 2.5 V, 3.3 V और 5 V तर्क के MCU के लिए सुविधाजनक हो सकती है।
इनपुट और आउटपुट करंट का पता हाई-साइड डिटेक्शन रेसिस्टर द्वारा लगाया जा सकता है। पता लगाए गए वोल्टेज को आंतरिक और बाहरी के दो चैनलों में विभाजित किया गया है: आंतरिक वर्तमान सिग्नल का उपयोग लूप नियंत्रण और वर्तमान मोड की वर्तमान सीमित सुरक्षा के लिए किया जाता है, और ओवरकरंट सुरक्षा आंतरिक रजिस्टरों द्वारा की जा सकती है। सेट या मास्क, आंतरिक निश्चित लाभ 10 गुना है, आंतरिक वर्तमान मूल्य एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) के माध्यम से संबंधित रजिस्टर में संग्रहीत किया जाता है, और I2C द्वारा पढ़ा जा सकता है; बाहरी वर्तमान सिग्नल को एमसीयू द्वारा संबंधित सॉफ़्टवेयर ऑपरेशन करने के लिए पढ़ा जा सकता है, बाहरी प्रतिबाधा वर्तमान माप की सीमा निर्धारित कर सकती है, और रूपांतरण का पता लगाने वाला वर्तमान 5 एमएस है, और बाहरी रूप से वर्तमान को फ़िल्टर करने के लिए प्रतिरोध संधारित्र को भी पारित कर सकता है एक औसत मूल्य में संकेत.
NCP81239 में एक अंतर्निहित 4-चैनल 7-बिट ADC है जो इनपुट और आउटपुट A/D रूपांतरण को कार्यान्वित करता है, और संबंधित मान को I2C द्वारा आंतरिक रजिस्टर को पढ़कर पढ़ा जा सकता है। आंतरिक प्रतिक्रिया संदर्भ वोल्टेज 9-बिट डीएसी के माध्यम से सेट किया गया है, और संदर्भ वोल्टेज 0 वी से 2.55 वी तक है, और आउटपुट वोल्टेज रेंज बाहरी वोल्टेज विभाजन नेटवर्क द्वारा सेट किया जा सकता है। चूंकि आंतरिक चरण आकार में 9 एडीसी हैं, चरण आकार अपेक्षाकृत छोटा है, इसलिए एमसीयू I2C इंटरफ़ेस के साथ मुआवजा केबल दबाव ड्रॉप सेट करना सुविधाजनक है, ताकि लोड वोल्टेज को निर्धारित मूल्य की त्रुटि सीमा के भीतर रखा जा सके। जो QC3.0 के लिए बहुत उपयुक्त है या इसे विनियमित करने के लिए USB PD की आवश्यकता होती है।
USB PD, QC2.0, QC3.0 के विनिर्देशों के तहत, यदि आपको आउटपुट वोल्टेज को गतिशील रूप से सेट करने की आवश्यकता है, तो दबाव विनियमन दर शामिल है। यदि दबाव नियंत्रित करने की गति बहुत तेज़ है, तो प्रारंभ करनेवाला धारा ओवरशूट हो जाती है, आउटपुट वोल्टेज ओवरशूट या डाउनस्ट्रैप हो जाता है। NCP81239 अंतर्निर्मित रजिस्टर को I2C इंटरफ़ेस के माध्यम से सेट किया जा सकता है, जिससे विनियमन में वोल्टेज वृद्धि और गिरावट की ढलान को नियंत्रित किया जा सकता है।
NCP81239 RS1 में इनपुट के पीक करंट का पता लगाकर फॉरवर्ड ओवरकरंट सुरक्षा करता है, और करंट लिमिटिंग मोड एक हिक्ड मोड है। चाहे हिक मोड में हो या बूस्ट मोड में, जब एक चक्र में ओवरकरंट का पता चलता है, तो Q1 सीमा इनपुट पावर तुरंत बंद हो जाती है। यदि समय-दर-लहर वर्तमान प्रवाह दर 2 मिलीवोल्ट से नीचे 300 एमएस या एफबी वोल्टेज तक पहुंच जाती है, तो तेज शटडाउन मोड में प्रवेश करें, और 4 स्विच बंद करें, और फिर मूल सेट आउटपुट वोल्टेज और वर्तमान में फिर से शुरू करें। ओवरकरंट सुरक्षा मान को I2C या करंट डिटेक्शन रेसिस्टर के माध्यम से सेट किया जा सकता है, और करंट डिटेक्शन रेसिस्टर्स के चयन से यह सुनिश्चित होना चाहिए कि CSP1-CSN1 का वोल्टेज ऑप amp वोल्टेज रेंज के 100 mV से अधिक नहीं है। यदि 5 मिलीओबिक डिटेक्शन रेसिस्टर का उपयोग किया जाता है, तो संबंधित पीक ओवरकुरेंट सुरक्षा मान नीचे लिया जाता है, डिफ़ॉल्ट मान 7.6 ए है।
तालिका 1: 5 एमΩ डिटेक्शन प्रतिरोध अनुरूप पीक ओवरकरंट सुरक्षा मूल्य (फॉरवर्ड ओवरकरंट प्रोटेक्शन) 4 स्विच सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन के उठाने वाले दबाव को लाइट-लोड मोड में नियंत्रित किया जाता है, लाइट लोड, आउटपुट ओवरवॉल्टेज संरक्षण, और उच्च वोल्टेज से कम वोल्टेज तक आउटपुट के लिए ओवरलोड किया जाता है। समायोजन. CSP2 / CSN2 का उपयोग रिवर्स करंट का पता लगाने के लिए किया जाता है, जब रिवर्स करंट वर्तमान सीमा सेटिंग मान से अधिक हो जाता है, यदि आउटपुट वोल्टेज निर्धारित वोल्टेज सीमा के भीतर है, तो रिवर्स दिशात्मक करंट को लगातार बढ़ने से रोकने के लिए Q4 तुरंत बंद हो जाएगा। यदि यह बक मोड में है, तो Q4 बंद होने पर Q2 वापस आ जाएगा। ओवरकरंट सुरक्षा मान को I2C या करंट डिटेक्शन रेसिस्टर द्वारा सेट किया जा सकता है। करंट डिटेक्टिंग रेसिस्टर्स का चयन यह सुनिश्चित करने के लिए कि CSP2-CSN2 का वोल्टेज ऑप amp वोल्टेज रेंज के 100 mV से अधिक नहीं है। यदि 5 मिलीकार डिटेक्शन रेसिस्टर का उपयोग किया जाता है, तो संबंधित पीक ओवरकुरेंट सुरक्षा मान निम्नानुसार है, डिफ़ॉल्ट मान -8 ए।
तालिका 2: चरम ओवरकरंट सुरक्षा मूल्यों (रिवर्स ओवरकरंट प्रोटेक्शन) के अनुरूप 5 एमΩ डिटेक्शन रेसिस्टर्स जब आउटपुट वोल्टेज 110% के निर्धारित मूल्य से ऊपर होता है, समय एक स्विचिंग चक्र से अधिक होता है, तो NCP81239 ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन मोड में प्रवेश करेगा। जब ओवरवॉल्टेज सुरक्षा, S1 को बंद कर दिया जाता है, तो S2 चालन, S3 और S4 बारी-बारी से आउटपुट वोल्टेज को डिस्चार्ज करने के लिए चालू हो जाएंगे, जबकि रिवर्स करंट को सेट रिवर्स प्रोटेक्शन करंट मान से अधिक होने से रोकेंगे। आउटपुट ओवरवॉल्टेज विफलता के तहत, स्विचिंग आवृत्ति 50 kHz तक गिर जाएगी, अधिष्ठापन संतृप्ति को रोक देगी, और पावर ट्यूब पर बिजली की खपत कम हो जाएगी।
चित्र 3: आउटपुट ओवरवॉल्टेज संरक्षण चित्रण पारंपरिक सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन तब सक्रिय होता है जब प्री-ऑफ वोल्टेज होता है, और आउटपुट पहले डिस्चार्ज हो जाएगा और फिर बढ़ जाएगा। जब आउटपुट प्री-ऑफ होता है, तो NCP81239 चालू हो जाता है, और गैर-सिंक्रोनस रेक्टिफायर मोड शुरू हो जाता है, और आउटपुट डिस्चार्ज बैटरी लोड के लिए उपयुक्त नहीं होता है।
आउटपुट वोल्टेज निर्धारित मूल्य +/- 3.3% के 5 एमएस के भीतर है, 3.3 एमएस की देरी के बाद एक पावर गुड सिग्नल जारी करेगा। यदि आउटपुट वोल्टेज निर्धारित मान से अधिक है +/- 7% एक स्विचिंग चक्र से अधिक है, तो पावर गुड रजिस्टर रीसेट हो जाता है, और इंटरप्ट सिग्नल आउटपुट होता है।
NCP81239 4 I2C पतों का समर्थन करता है, जिसे ग्राहक की आवश्यकता से पहले कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, और I2C पते का डिफ़ॉल्ट मॉडल E8H / E9H है।
इसके अलावा, NCP81239 में स्वयं सुपरमॉय सुरक्षा है, और चिप जंक्शन का तापमान 150 डिग्री से अधिक है, और चार स्विच बंद हो जाते हैं, और तापमान 125 डिग्री के बाद फिर से शुरू हो जाएगा।
संदर्भ डिजाइन Anshen Mei सेमीकंडक्टर एक 60 W कार चार्जर, लैपटॉप बाहरी डॉकिंग, डेस्कटॉप एप्लिकेशन, एक TYPE-C इंटरफ़ेस प्रदान करता है, जैसे कि TYPE-C इंटरफ़ेस, छोटी मात्रा, उच्च ऊर्जा दक्षता, USB PD में संतोषजनक और त्वरित चार्ज प्राप्त कर सकता है। विनिर्देशों के तहत आवेदन आवश्यकताओं।
संक्षेप में टाइप-सी इंटरफ़ेस इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के बीच एक एकल इंटरफ़ेस बन रहा है, उच्च-शक्ति यूएसबी पीडी विभिन्न वोल्टेज और पावर को आउटपुट वोल्टेज में समायोजित करने की आवश्यकता है। एन्सियन सेमीकंडक्टर के NCP81239 में एक विशेष फ़ंक्शन और एक पूर्ण सुरक्षा फ़ंक्शन है जो इसे विस्तृत वोल्टेज इनपुट, समायोज्य वोल्टेज आउटपुट के उच्च विश्वसनीय अनुप्रयोग, जैसे यूएसबी पीडी और क्विक चार्ज, और बैटरी चार्जिंग, इसके अद्वितीय नियंत्रण के लिए आदर्श बनाता है। मोड कार्यान्वयन उच्च दक्षता उठाने वाले दबाव रूपांतरण, उच्चतम 1.2 मेगाहर्ट्ज का अधिकतम डिजाइन लघुकरण प्राप्त कर सकता है।
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