MP2731 USB PD參考設計：具有OTG功能的4.5A NVDC單電池充電器
*附件：#參考設計#具有OTG功能的4.5A NVDC單電池充電器.pdf
1.1 描述
MP2731 USB供電（PD）參考設計為USB PD應用提供了符合USB PD3.0規范的完整解決方案。該參考設計的主要組件包括[MP2731] （4.5A NVDC單節鋰離子電池充電器）和CCG3PA（USB PD控制器）。
本參考設計提供了一個雙向DRP Type-C端口。當連接USB輸入時，該端口作為上游端口（UFP）為電池充電；當USB PD接收器連接到Type-C端口時，該參考設計作為下游端口（DFP）為接收器設備提供5V USB On-the-Go（OTG）功能。該設計為NVDC架構提供電源路徑管理功能，適用于智能手機、平板電腦和各種便攜式充電應用。
1.2 性能
- 5V至16V工作輸入電壓范圍，支持通用固定PDO電壓
- 高達22V的最大持續運行電壓
- 4.5A，1.35MHz高效率降壓充電器
- 支持USB PD 3.0和BC 1.2協議
- 提供USB On-the-Go（OTG）功能，可通過電池為USB端口供電
- 高達9A的電池放電電流
- 窄電壓DC（NVDC）電源路徑管理功能
- I^2^C 接口，用于配置系統參數
- 高精度：±0.5％充電電壓調整率，±5％充電電流調整率
- 可調JEITA閾值，用于電池溫度保護
- 提供熱調節回路和過熱關斷保護
- 輸入和系統過壓保護（OVP）
圖1：USB PD解決方案模塊
1.3 應用
參考設計
2.1 功能框圖
MP2731 USB PD參考設計將高度集成的MP2731充電器和通用PD控制器（CCG3A）搭配應用，提供了一種經濟高效的解決方案，可實現高達18W的PD快速充電。該設計采用通用Type-C連接器作為雙向輸入。框圖中的背對背輸入FET配置為可選項，因為MP2731還提供了一個內部輸入阻斷FET幫助進一步減小PCB尺寸并降低BOM成本 （見圖2） 。
圖2：MP2731 USB PD充電器系統功能框圖
2.2 相關解決方案
本參考設計基于以下MPS 解決方案:
表一: MPS 解決方案
| MPS 集成電路 | 描述 |
|---|---|
| [MP2731GQC-0000] | 具有USB On-the-Go（OTG）功能的4.5A NVDC單電池充電器 |
系統規格
表2: 系統規格
| 參數 | 規格 |
|---|---|
| 輸入電壓范圍 | 5 至 6V |
| 滿電電壓 | 4.2V, 通過I^2^C可配置 |
| 充電電流 | 3.0A, 通過I^2^C可配置 |
| 輸入電壓調節 | 4.6V, 通過I^2^C可配置 |
| 輸入電流調節 | 0.5A, 通過I^2^C可配置 |
| OTG電壓調節 | 5.1V, 通過I^2^C可配置 |
| OTG電流限制 | 2.4A, 通過I^2^C可配置 |
| 板尺寸 | 78mmx63mmx12mm |
| 效率 | >90% |
測試結果
3.1 充電效率
VIN = 5V, 9V, or 12V, VBATT = 3.8V, RL_DCR = 21mΩ, 不包括外部阻斷FET（Q1，Q2）圖3：
效率與充電電流的關系
3.2 散熱測量
條件: VIN = 12V, VBATT = 3.8V, IBATT = 3A, TA = 24°C.
審核編輯 黃宇
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