基於RICHTEK RT6190 應用於TYPE-C PD電源輸出方案

TYPE-C PD的電源輸出及輸入具有各種的應用場景,RT6190為一I2C控制,具有雙向雙向升降壓功能,且電壓高達36V的電源控制IC。完全符合現今TYPE-C PD的電源需求。且由於IC架構採外置MOS的緣故,所以可以藉由更換外部MOS來達到各種電流輸出上限。RT6190非常適合應用於TYPE-C PD docking的方案中。以下我們藉由原廠開發板,來實現各種的電壓輸出。

首先,由下圖的我們可以看到透過I2C來模擬PD的電壓輸出

1. 紅框中,一開始經由一些初始設定,可以讓VOUT在下先產生5V。此時由於輸入電壓為12V,所以IC工作於BUCK MODE

2. 藍框中,打開VOUT到VBUSC的MOSFET開關,讓TYPE-C上先具有基礎的5V。RT6190本身具有charge pump,能控制N-MOSFET

3. 綠框中,模擬DEVICE端來請求20V電壓,透過調整RT6190內部CV 電壓值就可以輸出到相對應電壓。 此時由於輸入電壓為12V,所以IC工作於BOOST MODE。 這邊電壓上升斜率,可以透過RT6190內部DVS slew rate setting來設定。分別可以設定為12.5mV/step及20mV/setp。以及4us~32us/step。



接下來,由於RT6190耐壓高達36V,所以也能夠符合PD3.1 EPR 28V的規範。下圖就是利用修改CV電壓值,來達到28V的輸出。



PD的規範中不止定義了電壓,同時也定義了電流的上限值。

下圖中我們在設定好輸出電壓後,再進一步設定過電流的閥值,以下圖為例:
在I2C的設定中,我們設定current gain為30倍,並且將OCP閥值設為0x011D,對應到spec的定義,這會將第一組OCP訂在2A。
此時我們開啟電源負載,並將CC電流社訂在2.1A,我們可以發現輸出會在105mS後關斷。
這並不是RT6190反應比較慢的緣故,IC內部共有4組的OCP點可以設定,並且每一組都有其獨立的延遲時間可以設定。

這邊我們並沒有特別針對延遲時間加以設定,所以會以預設值來延遲,第一組OCP延遲預設值為 0x0D,(8ms/LSB)。
換算下來為104mS,符合實際量測到的數據,透過IC內部關於電流的放大倍率及閥值設定。4組OCP閥值的電流範圍最高都是20.706A
OCP1的延遲範圍0~4.064S
OCP2的延遲範圍0~4.064S
OCP3的延遲範圍0/5/10/20mS
OCP4的延遲範圍50/100/200/400mS

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

1. 雙向36V輸出輸入 2. 可控式升降壓 3. 可程式化定電壓及定電流輸出 4. 完整過電壓、低電壓、過電流、過溫度等保護機制 5. 內建符合PD規範的VBUS洩放電機制 6. PWM工作模式可程式設定為PSM或FCCM 7. 具有線損補償

►方案規格

1.電壓輸入:4.5V~36V 2.電壓輸出:3V~36V 3. 工作頻率:250K~1MHz 4. I2C位置可設定數有2組

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