MP2731 USB PDリファレンスデザイン: OTG付き、4.5A、NVDCシングルセルチャージャ

リファレンスデザイン

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1.1 説明

MP2731 USB電力供給 (PD) リファレンスデザインは、USB PD3.0仕様に準拠するUSB PDアプリケーション向けの完全なソリューションを提供します。このリファレンスデザインの主要部品には、4.5A、NVDCシングルセルリチウムイオン電池チャージャであるMP2731およびCCG3PA (USB PDコントローラ) を搭載しています。

リファレンスデザインは、双方向DRP Type-Cポートを提供します。USB入力が存在する場合、ポートはバッテリに給電するためのアップストリームポート (UFP)として機能します。USB PDシンクがType-Cポートに接続されている場合、リファレンスデザインはダウンストリームポート (DFP) として機能し、シンクデバイスに5V USB On-the-Go (OTG) を提供できます。このリファレンスデザインは、NVDCアーキテクチャにパワーパス管理機能を提供します。これにより、このソリューションはスマートフォン、タブレット、およびさまざまな携帯機器充電アプリケーションに最適です。

1.2 特徴

一般的な固定PDO電圧をサポートする5V～16Vの動作入力電圧範囲
最大22Vの最大持続可能電圧
高効率、4.5A、1.35MHz降圧チャージャ
USB PD3.0およびBC1.2プロトコルをサポート
バッテリ電源からUSBポートに電力を供給するUSB On-the-Go (OTG) 機能
最大9Aのバッテリ放電電流
狭電圧DC (NVDC) バッテリパス管理機能
設定可能なシステムパラメータ設定のためのI²Cインタフェース
高精度: ±0.5%の給電電圧調整、±5%の給電電流調整
バッテリ温度保護のための構成可能なJEITAしきい値
温度調節ループと過熱時遮断による保護を提供
入力およびシステム過電圧保護 (OVP)

図1: USB PD用ソリューションモジュール

1.3 アプリケーション

タブレット
スマートフォン
携帯機器

リファレンスデザイン

2.1 ブロック図

MP2731 USB PDのリファレンスデザインは、高度に集積されたMP2731チャージャをユニバーサルPDコントローラ (CCG3A) とペアリングすることにより、最大18WのPD高速充電を実現する費用効果の高いソリューションを提供します。広く利用可能な基板上のType-Cコネクタは、双方向入力が可能です。MP2731は内部入力ブロッキングFETも備えているため、バックツーバック入力FET構成はオプションであり、PCBサイズとBOMコストをさらに削減するのに役立ちます (図2を参照)。

図2: MP2731 USB PDチャージャシステムのブロック図

2.2 関連ソリューション

このリファレンスデザインは、次のMPSソリューションに基づいています。

表1: システム仕様

MPS IC	説明
MP2731GQC-0000	4.5A、USB On-the-Go (OTG)付きNVDCシングルセルチャージャ

システム仕様

表2: システム仕様

パラメータ	仕様
入力電圧範囲	5～16V
給電 - 全電圧	4.2V、I²Cで調整可能
給電電流	3.0A、I²Cで調整可能
入力電圧調整	4.6V、I²Cで調整可能
入力電流調整	0.5A、I²Cで調整可能
OTG電圧調整	5.1V、I²Cで調整可能
OTG電流制限	2.4A、I²Cで調整可能
基板フォームファクタ	78mm x 63mm x 12mm
効率	90%以上

試験結果

3.1 給電効率

V_IN = 5V、9V、または12V、V_BATT = 3.8V、R_{L_DCR} = 21mΩ、外部ブロッキングFET (Q1、Q2) は含まない

図3: 効率 vs. 給電電流

3.2 熱測定

条件 : V_IN = 12V、V_BATT = 3.8V、I_BATT = 3A、TA = 24°C

図4: 熱特性

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