最IN方案 | 基于RICHTEK RT6190 应用于TYPE-C PD电源输出方案

鸣涧

最IN方案 | 基于RICHTEK RT6190 应用于TYPE-C PD电源输出方案[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]

TYPE-C PD的电源输出及输入具有各种的应用场景，RT6190为一I2C控制，具有双向双向升降压功能，且电压高达36V的电源控制IC。完全符合现今TYPE-C PD的电源需求。且由于IC架构采外置MOS的缘故，所以可以借由更换外部MOS来达到各种电流输出上限。RT6190非常适合应用于TYPE-C PD docking的方案中。以下我们借由原厂开发板，来实现各种的电压输出。

首先，由下图的我们可以看到透过I2C来模拟PD的电压输出

1. 红框中，一开始经由一些初始设定，可以让VOUT在下先产生5V。此时由于输入电压为12V，所以IC工作于BUCK MODE

2. 蓝框中，打开VOUT到VBUSC的MOSFET开关，让TYPE-C上先具有基础的5V。RT6190本身具有charge pump，能控制N-MOSFET

3. 绿框中，模拟DEVICE端来请求20V电压，透过调整RT6190内部CV 电压值就可以输出到相对应电压。此时由于输入电压为12V，所以IC工作于BOOST MODE。这边电压上升斜率，可以透过RT6190内部DVS slew rate setting来设定。分别可以设定为12.5mV/step及20mV/setp。以及4us~32us/step。

接下来，由于RT6190耐压高达36V，所以也能够符合PD3.1 EPR 28V的规范。下图就是利用修改CV电压值，来达到28V的输出。

PD的规范中不止定义了电压，同时也定义了电流的上限值。

下图中我们在设定好输出电压后，再进一步设定过电流的阀值，以下图为例：

在I2C的设定中，我们设定current gain为30倍，并且将OCP阀值设为0x011D，对应到spec的定义，这会将第一组OCP订在2A。

此时我们开启电源负载，并将CC电流社订在2.1A，我们可以发现输出会在105mS后关断。

这并不是RT6190反应比较慢的缘故，IC内部共有4组的OCP点可以设定，并且每一组都有其独立的延迟时间可以设定。

这边我们并没有特别针对延迟时间加以设定，所以会以预设值来延迟，第一组OCP延迟预设值为 0x0D，(8ms/LSB)。

换算下来为104mS，符合实际量测到的数据，透过IC内部关于电流的放大倍率及阀值设定。4组OCP阀值的电流范围最高都是20.706A

OCP1的延迟范围0~4.064S

OCP2的延迟范围0~4.064S

OCP3的延迟范围0/5/10/20mS

OCP4的延迟范围50/100/200/400mS

► 场景应用图

► 展示版照片

► 方案方块图

► 核心技术优势

1. 双向36V输出输入

2. 可控式升降压

3. 可程式化定电压及定电流输出

4. 完整过电压、低电压、过电流、过温度等保护机制

5. 内建符合PD规范的VBUS泄放电机制

6. PWM工作模式可程式设定为PSM或FCCM

7. 具有线损补偿

► 方案规格

1.电压输入：4.5V～36V

2.电压输出：3V～36V

3. 工作频率：250K～1MHz

4. I2C位置可设定数有2组