富满云矽推出高集成多口互联降压芯片XPM52C

前言

 

对于多口的充电器，大家都很熟悉了，充电器AC-DC部分输出一个固定的直流电压，然后通过各个接口独立的降压电路，根据负载需求进行降压输出。目前市面上已经出现了协议芯片搭配降压控制器、协议芯片搭配降压转换器、协议芯片与降压控制器一体的方案，今天我们来看一款全部集成的降压方案。

 

这款双口快充方案采用富满云矽最新推出的XPM52C降压芯片，芯片内部集成同步降压开关管，同步降压控制器和协议芯片，将传统两颗芯片外加两颗MOS管的降压电路集成为一颗芯片，大幅简化二次降压充电器次级设计。

 

通过使用XPM52C降压芯片，能够简化多口充电器、插排中的二次降压电路，相同体积可以容纳多个输出接口，并且具备更高的功率密度，最大支持65W输出功率，非常适合车充，多口快充充电器和快充插排应用。

 

富满云矽35W双C口车充方案外观

 

 

基于富满云矽两颗XPM52C芯片设计的这一35W双C口车充DEMO非常的小巧简洁。

 

 

板子正面设有输入输出滤波电容、两颗降压电感，对应芯片的位置露铜加锡帮助散热。

 

 

两个USB-C母座均焊接在小板上。

 

 

模块侧面一览。

 

 

另一侧一览，两侧看去可以发现两个小板上除了接口母座无其它任何器件。

 

 

主板背面一览，设有富满云矽两颗高集成快充车充降压芯片XPM52C，此外还有寥寥几颗小电容和电阻，看到这相信很多读者都和小编一样大为震撼。

 

 

测得模块长度约为64.3mm。

 

 

宽度为18.36mm。

 

 

厚度为14.02mm。

 

 

拿在手上的大小直观感受。

 

 

带上红黑两根导线，模块重量也只有约13g。

 

 

12V DC输入环境下，使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得其中一个USB-C口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议，以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、VOOC/DASH/WARP、PD3.0多个快充协议。

 

 

PDO报文显示C口还具备5V3A、9V3A、12V2.92A三组固定电压档位。

 

 

测得另一个C口同样支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、VOOC/DASH/WARP、PD3.0多个快充协议。

 

 

PDO报文也一样。

 

 

24V DC输入环境下进行协议和PDO测试，测得C口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议，以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、VOOC/DASH/WARP、PD3.0多个快充协议。

 

 

PDO报文显示C口还具备5V3A、9V3A、12V2.92A、15V2.33A、20V1.75A五组固定电压档位。

 

 

测得另一个C口兼容快充协议相同。

 

 

PDO报文也完全一样，两个C口支持功率盲插。

 

富满云矽35W双C口车充兼容性测试

 

12V3A DC输入

 

 

12V3A DC输入情况下，使用ChargerLAB POWER-Z KM001C测得给iPhone 13 Pro Max手机充电的功率为8.99V 2.92A 26.28W。

 

 

测得给红魔7 Pro手机充电的功率为8.72V 2.88A 25.09W。

 

 

同时给上述两款手机进行充电，苹果手机充电功率约为17W，红魔手机充电功率约为15W，总输出功率约32W，支持功率自动分配。

 

 

从柱状图部分可以清楚的看出每款手机设备充电功率的高低。

 

24V3A DC输入

 

 

24V3A DC输入情况下，测得给iPhone 13 Pro Max手机充电的功率为9.06V 2.92A 26.45W。

 

 

测得给红魔7 Pro手机充电的功率为8.78V 2.88A 25.25W。

 

 

同时给上述两款手机进行充电，充电功率均在17W，总输出功率约34W。

 

 

从柱状图部分可以清楚的看出每款手机设备充电功率的高低。

 

富满云矽35W双C口车充方案解析

 

看完了PCBA模块的尺寸和介绍，下面就对这款方案进行解析，展示富满XPM52C降压芯片的整合优势。

 

 

车充PCBA模块正面一览，输入端焊接一颗滤波电解电容，两颗降压电感与滤波电容分别对应两颗芯片，进行双路独立快充输出。

 

 

背面焊接两颗富满XPM52C降压芯片。

 

 

输入滤波电容来自绿宝石，规格为35V 100μF。

 

 

输入经过电解电容滤波后送至富满云矽XPM52C降压芯片，XPM52C内置同步开关降压转换器，内置功率MOS，输入最高电压为31V，满足24V车充应用。输出协议根据输入电压自动调整，满足12V到24V的降压应用。

 

XPM52C芯片支持最高65W输出，支持5-20V PD快充，3.3-21V PPS快充，最大输出电流5A，满足手机和笔记本电脑的充电需求，并能为手机提供大功率PPS快充。芯片内置线损补偿，并具有CC/CV特性，自带软启动功能。同时还内置全面的保护功能，包括输入过压、欠压保护，输出短路和输出过流保护，内置过热保护，引脚支持4KV ESD保护。

 

XPM52C内置的协议模块支持QC2.0/3.0/3.0+快充协议，支持小米27W快充协议，支持华为FCP/SCP/HVSCP快充协议，支持三星AFC快充协议，支持VOOC快充和PE以及苹果2.4A等快充协议。针对多口应用，XPM52C还支持富满特有的XP-LINK通信功能，多颗芯片可以通过单引脚通信，根据输出功率，调节空闲端口的输出功率，无需外置单片机，进一步简化多口充电器的设计。

 

 

富满XPM52C降压芯片详细资料。

 

 

用于双口降压应用的电路图，除自举电容及必须的电感电容外，XP-LINK总线仅需一颗10KΩ电阻下拉，外围电路非常精简。

充电头网拆解了解到，云矽半导体XPD系列快充协议芯片已被公牛，贝尔金，联想，诺基亚，飞利浦，傲基，倍思，品胜，摩米士等多个品牌的数十款产品采用，抓住20W PD快充风口，富满集团云矽半导体单月PD协议芯片销量突破千万颗。

 

磁环降压电感特写。

 

 

输出滤波电容来自绿宝石，规格为25V 220μF，共两颗对应两路降压和输出滤波。

 

 

USB-C母座垂直焊接在小板上，再焊接到车充PCB上，符合车充外壳设计。

 

充电头网总结

 

随着多口充电器多年来的市场培养，多口充电器的出货量已经占据出货主流。但传统相对复杂的降压方案，在现在半导体产能受限的情况下，容易出现长短料和缺料情况，影响生产。多口充电器还需要使用外置的单片机控制各个接口的输出功率，相当繁琐。

 

而富满云矽推出的XPM52C降压芯片则改写了传统的降压电路设计，XPM52C是一颗集成了降压控制器，协议芯片和降压MOS管的多合一芯片，一颗芯片配合极简的外围即可满足多口充电器的独立降压设计。芯片内置通讯功能，无需使用单片机即可实现功率自动分配，满足多口快充，快充插排和车充应用。