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Entrega de potencia USB-C con un convertidor del buck

Después de mi pregunta anterior: El proyecto en el que estoy diseñando requiere de un pico de corriente de 5V @ 6A. El promedio de consumo de corriente será más como 2A.

La razón por la que estoy buscando en USB-C es que quiero un conector que es de bajo perfil, reversible y deseo utilizar la potencia de las capacidades de entrega de USB-C (3A/20V). No voy a ser el uso de USB-C para cualquier transferencia de datos, sólo el poder.

Hay muchas chip soluciones que he visto, que todavía estoy peinando a través de. Mi plan es usar uno de estos chips para negociar con el PD de la fuente de suministro de 3A/20V. (Por otro lado, este proyecto es una sola, y que será "suministrados" que corresponda USB-C EP de la fuente). Sin embargo, el proyecto requiere 5V @ 6A, así que yo iba a usar un convertidor buck. Realmente no he mirado lo del convertidor buck puedo utilizar para el cumplimiento de estos requisitos (cualquier ayuda se agradece), pero he visto algunas de las fichas que parece capaz de suministrar al menos 5V/6A de un 20V de suministro.

Mi problema principal es que al inicio de la DP de negociación "Perfil 1", que proporciona 5V a 2A, va a ser utilizado. Presumiblemente, voy a tener problemas de suministro del convertidor buck con tal de baja tensión.

¿Alguien tiene alguna experiencia en el diseño de un circuito similar? Necesito algo que va a dejar el VBUS del USB para la conexión del convertidor buck si el voltaje es menor de ~20V?


Actualización 1

Inicialmente he estado buscando en el suministro de energía en un USB-C control de la viruta en el original 5V que VBUS de suministro. Hay pocos en el mercado que ofrecen lo que se conoce como "batería agotada" o "sin batería" de apoyo. Sin embargo, estos chips también proporcionar toda la multiplexación y otros servicios de datos que no requieren, y son un poco fuera del alcance del proyecto.

Un chip he estado mirando es el TUSB320 que permitirá a mi USB-puerto C para actuar como un puerto interno de upstream/fregadero. El plan es utilizar un LDO con una tensión de entrada capaz de, al menos, entre 5V y 20V con el fin de utilizar VBUS de potencia para la alimentación de los TUSB320 chip. Un posible competidor es el UA78M33 que tiene un fijo de salida de 3.3 V. Esto significa que el chip puede seguir siendo alimentado no importa lo que el VBUS voltaje.

Tan lejos como puedo ver (aunque la investigación adicional es requerido), una vez que el alto voltaje y la corriente se ha negociado desde el USB de alimentación, el voltaje de transición desde 5V hasta 20V con un máximo de velocidad de respuesta de 30mV/µs.

El LDO también alimentar el microcontrolador, por lo que es y la TUSB320 puede comunicarse a través de I2C. Una vez que la mayor tensión/corriente de arragement ha sido negociado, a continuación, el convertidor buck (siguiente cosa a tener en) serán habilitados por la MCU) y de alimentación de 5V lado de las cosas.

Potential USB circuit


Actualización 2

Como Ali Chen señaló correctamente, el TUSB320 no es compatible con la alta potencia 3A/20V que me requieren. Después de investigar un poco he encontrado la FUSB302 de Semi. Es casi un reemplazo directo en términos de cómo se va a ejecutar. Mi plan para el uso de LDO para el suministro de la FUSB302 de VBUS sigue en pie. Actualizado el diagrama del circuito es:

V2 USB Circuit

He encontrado un enlace muy útil en línea de alguien que se convirtió en un Sencillo Horno para que se ejecute fuera de USB-C. Además, ha escrito algunas bibliotecas (modificado de Google Chrome CE de la biblioteca) que ayudan a utilizar el FUSB302.

El siguiente paso en este proyecto es la elección de un adecuado del convertidor buck. También me gustaría examinar la eficiencia (o potencial ineficiencia) de la utilización de una amplia gama LDO que soporta el máximo de la interfaz VBUS de tensión (es decir, 20V) continuamente ejecutar el MCU. De lo contrario, las dos opciones viables que veo son:

  1. Intercambio por el dinero-la convierten 5V una vez que el VBUS voltaje es de 20V.
  2. Encontrar un convertidor buck que soporta entrada de 5V hasta 20V, pero permitiendo sólo los de alto consumo de corriente de los dispositivos una vez que el VBUS voltaje 20V y 3A de corriente pueden ser suministrados.

5voto

Liza Puntos 548

Sí, la forma estándar en la EP negociaciones, como en muchos otros casos, como QuickCharge, o incluso basic USB dispositivo de funcionalidad) es empezar con la electrónica de baja potencia y de la conducta de alimentación de las negociaciones. Y, a continuación, encienda la función de si la negociación se presenta con éxito. Por ejemplo, USB debe tener la mayoría de protocolo de la capacidad cuando se ejecuta fuera de 100 mA de la fuente. Así que esto no es un problema, y este es un comúnmente propuesta de solución.

Al hacer PD negociaciones, su alta potencia "función" (5V@6A) debe estar deshabilitado, la mayoría (si no todos) de buck controlador de ICs tienen algo de "habilitar" pin. Su EP lógica debe mantener la función de potencia deshabilitado hasta que el éxito de la negociación en alto el modo de alimentación. Más, la pelota controlador de ICs debería haber llamado "bajo voltaje" de protección, por lo que el explícito "deshabilitar" podría ser innecesario.

Esto significa que usted puede ser que necesite dos microcontroladores para lograr su alta potencia de la función, uno para la enfermedad de parkinson secuenciación/control, y otro que necesita 6A a ejecutar.

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