60W双USB-C口盲插智能功率分配参考设计

6 19, 2019

简介

USB PD3.0 PPS芯片HUSB339主要特点如下:

中国大陆第一家通过USB PD3.0 PPS认证的芯片，TID 62。
支持多达五档FPDO和二档APDO。支持5V ~ 23.5V 范围内任意设置和组合FPDO档位，所有PDO的最大电流等级可达5A。
自带VCONN电源和USB电子标签芯片（eMarker ）检测，支持最大5A 、115W大功率输出的单芯片PD协议方案。
支持USB-A + USB-C 或者双USB-C灵活的双插任意降功率值。
CC1和CC2引脚支持28V高压，有效保护CC1和CC2引脚与VBUS高压短路的风险。
支持通过Type-C口烧录。

慧能泰制作了总功率为60W输出的双USB-C口输出参考设计，实现了双USB-C口盲插智能功率分配功能。当其中任意一个USB-C口接入负载时，该路广播并可以输出60W功率。当两路USB-C口同时连接负载时，两路USB-C口同时广播并可以输出30W功率，总功率一直保持60W输出。该参考设计的主要特点是：

方案简单，调试简易，总体成本竞争力强。
器件数量少，体积小，可实现小型化设计。
搭载SC1933C和MP2491C功率控制芯片，动态调节母线电压，实现高效，满足能效要求。

需要说明的是，该参考设计可以在不需要更改硬件情况下，随时通过Type-C接口更改设置。例如，把输出功率改为65W，或者增加PDO（如12V等级）。

PD小板正面

PD小板背面

两块PD小板装配在一起

规格指标

类别	项目	规格指标
输入特性	输入电压范围	16V~20.5V
USB-C1口输出特性	充电协议标准	PD2.0, PD3.0, PPS, QC2.0, QC3.0, Apple 5V/2.4A, BC 1.2 DCP
	输出电压电流（单插C1口）	5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A, 20V3A
	输出电压电流（双口同插）	5V3A, 9V3A, 12V2.5A, 15V2A, 20V1.5A
	输出功率（单插C1口）	60W
	输出功率（双口同插）	30W
USB-C2口输出特性	充电协议标准	PD2.0, PD3.0, PPS, QC2.0,QC3.0, Apple 5V/2.4A, BC 1.2 DCP
	输出电压电流（单插C2口）	5V3A, 9V3A，12V3A，15V3A，20V3A
	输出电压电流（双口同插）	5V3A, 9V3A，12V2.5A，15V2A，20V1.5A
	输出功率（单插C2口）	60W
	输出功率（双口同插）	30W

系统连接

两块PD小板与AC-DC大板装配连接参见下图所示。在装配连接之前，AC-DC大板的输出母线电压调节为16V，具有输出65W的能力。两块完全一样的PD小板背靠背装配在一起，然后通过三根线与AC-DC大板连接在一起：VIN连接AC-DC大板的输出母线，GND连接AC-DC大板的输出GND，LP连接AC-DC大板的TL431的参考端。只需要设计一块PD小板的PCB就可以实现该方案。同时，该方案可以动态调节母线电压，当两个PD小板的输出电压均低于12V时母线电压调节为16V；当任意PD小板的输出电压为12V及以上时母线电压调节为20.5V，以此提高整机效率。