最近幾年,用USB大功率快充的USB PD充電協議得到普及。USB PD充電技術能將充電能力擴大到最高100W(USB3.x規范的20被以上),不止用于手機,還支持電腦、打印機、液晶屏等各種設備的供電。
由于USB接口是全球通用的,因此有望擴展應用到基礎設施上,例如替換不同國家需要轉換的AC電源插座,將當前流行的USB插座都USB PD化以及車內安裝USB PD端口等。
另外,由于電力供應和通信只需要一根USB type-C電纜就能完成,從減少零部件的角度來看,今后支持USB PD的設備將會增加。
NJW4210是一款升降壓型同步整流DC / DC轉換器,其工作電壓范圍為4.8V至36V,適用于USB PD快充。除了采用升降壓方式之外,還內置了輸出電壓切換功能,因此不需要準備多個穩壓器就能構筑USB PD供電系統,從而減少了使用的部件、實裝面積和設計工時。另外,由于具有寬工作電壓范圍,因此能夠應對各種供電設備的內部電源電壓,并有助于設計的標準化。
本產品采用了EQFN24 (4×4mm)封裝,正準備取得AEC-Q100車載認證。
功能特點
NJW4210內置了與USB控制器聯動切換到與受電側設備對應的輸出電壓的功能,因此不需為每一個輸出電壓準備多個穩壓器,只需一個芯片即可覆蓋USB PD的供給電源規格(見下表)。
USB PD 2.0 ver.1.2以后的供給電源規格概要
PD功率
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~15W
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~27W
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~45W
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~60W
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~100W
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最大輸出電壓/電流
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5V/3A
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9V/3A
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15V/3A
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20V/3A
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20V/5A※
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※ 使用5A連接線時
另外,不需要在供電輸出線(VBUS)上追加負載開關和放電開關,有助于應用的小型化和降低成本。
o 1. 單芯片支持5V/9V/15V/20V輸出電壓
§ 供電側設備的內部電源電壓是多種多樣的,為了對應USB PD的各個輸出電壓,有時會出現降壓、升壓混合的復雜電源構成。
NJW4210采用了根據輸入電壓和輸出電壓的關系自動切換到降壓模式、升降壓模式、升壓模式的自動模式切換方式,所以不管輸入電壓如何,USB PD所要求的輸出電壓都可以通過單芯片實現。因為沒有必要準備與輸出電壓對應的多個穩壓器,所以輸出切換用的負載開關等也不再需要。

o 2. 內置放電電路
§ 在USB PD應用中,由于設備被取下時需要對輸出電壓進行放電,所以在以往的電源配置中需要追加放電開關。NJW4210內置了與USB控制器信號聯動的輸出放電電路,所以不需要追加外接部件。

o 3. 符合USB PD標準的電壓轉換特性
§ USB PD標準中規定了輸出電壓上升/下降時的電壓轉換速率、輸出電壓轉換穩定時間、額定輸出電壓、輸出電壓轉換時的上沖/下沖。NJW4210通過獨自的軟啟動抑制上沖/下沖,并具有完全滿足USB PD標準的性能。
性能項目
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Parameter
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USB PD標準
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NJW4210
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輸出電壓上升時的電壓轉換速率
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vSrcSlewPos
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30mV/µs max.
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2mV/µs
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輸出電壓下降時的電壓轉換速率
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vSrcSlewNeg
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30mV/µs max.
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2mV/µs
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輸出電壓轉換穩定時間
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tSrcSettle
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275ms max.
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10ms
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額定輸出電壓
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vSrcNew
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PDO(※1) Voltage ※ ±5%
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PDO(※1) Voltage ※ ±5%
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輸出電壓轉換時
上沖/下沖
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vSrcValid
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vSrcNew±0.5V
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vSrcNew±0.5V以內
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(※1 PDO:Power Data Object的簡稱。
表示能否提供USB PD標準中規定的功率規則的數據信息)

產品外觀圖

應用
· 居室內、車內備有USB PD的供電系統
· 備有USB PD的電器
· 其他有USB PD的電源設備
樣片及生產計劃
· 樣片2021年4月提供
· 生產2021年10月量產