介绍一款兼容TYPE_C 5V 3A 移动电源方案

2019-5-13 17:07

随着TYPE-C接口在越来越多的电子产品上获得应用，也有越来越多的移动电源支持TYPE-C充电协议。但是目前主流的TYPE-C充放电芯片普遍价格偏高，开始无法满足市场对TYPE-C移动电源成本越来越敏感的要求。现在我给大家介绍一款低成本，高性能的兼容TYPE-C，5V3A移动电源方案。

方案原理图：

方案特点：

接口丰富，手机兼容性好；3.1A同步升压转换，升压效率高达95%，CC/CV输出；3A同步开关充电，充电效率高达93%，三段式充电；自适应充电电流调节，匹配所有适配器；自动检测手机插入和拔出，集成双路手机充电电流智能识别DCP；集成TYPE-C DRP协议，支持单口输入输出，支持负载大电流线补功能；支持TYPE-C口3A、MICRO 口2A充电；TYPE-C只能用适配器充电，防止DRP设备误放电；支持4.2V、4.30V、4.35V电池；支持电池NTC温度保护，输出过流、过压、短路保护，输入过压、过充、过放、过流放电保护；支持1/2/3/4颗LED电量显示，电池电量曲线可编程，显示灯更均匀。

方案PCB：

方案实物图：

方案BOM表：

通过以上BOM，可以看到支持如此多功能的方案只需要为数不多的元器件组成。

本方案对兼容多种手机充电协议的说明：

本方案集成两路手机充电电流智能识别功能，自动为连接上的手机设备切换D+和 D-线路连接，使得手机充电电流适配到最大值，加快手机的充电速度。

本方案支持苹果，三星以及 BC1.2 接口规范的 D+，D-切换。

1，支持 D+D-短接的 USB 专用充电端口

2，支持 D+应用 2.0V 电压，D-应用 2.7V 电压的苹果 1.0A 充电端口

3，支持 D+应用 2.7V 电压，D-应用2.0V 电压的苹果 2.0A 充电端口

4，支持 D+应用 2.7V 电压，D-应用 2.7V 电压的苹果 2.4A 充电端口

5，支持 D+应用 1.2V 电压，D-应用 1.2V 电压的三星 2.0A 充电端口

本方案的性能测试结果如下：

本方案的过温自动保护：

本方案集成了NTC 功能，可检测电池温度；在工作的时候主芯片 NTC PIN 输出 20uA 的电流，同时检测 NTC PIN 脚的电压来判断当前电池的温度。

在充电状态下：

NTC PIN 检测到电压为 1.32V 时代表电池低温 0 度，停止对电池充电；

NTC PIN 检测到电压为 0.56V 时代表电池中温 45 度，充电电流减小一半；

NTC PIN 检测到电压为 0.49V 时代表电池中温 50 度，停止对电池充电；

在放电状态下：

NTC PIN 检测到电压为 1.44V 时代表电池低温-10 度，停止对对外放电；

NTC PIN 检测到电压为 0.43V 时代表电池高温 55 度，停止对对外放电；

如果方案不需要 NTC, 需要把主芯片 NTC引脚接到 GND. NTC 引脚不能浮空, 否则可能导致充放电异常。

放电中过温保护后，需要按键或者重插拔负载才能重新放电，充电中过温保护后，只要温度恢复正常就能自动重新进入充电。

本方案可直接驱动手电筒：

本方案主芯片内置 MOS 管， LIGHT PIN 可直接驱动照明 LED，最大驱动电流 30mA。当长按 KEY 键超过2s 时，可开启或者关闭 LED照明.当不需要 LIGHT 功能时，将 LIGHT 脚直接悬空即可。如果需要扩流，按下图连接即可，注意限流电阻R6的封装。

本方案可兼容蓝牙充电模式：

本方案主芯片在升压输出时，如果负载电流小于60mA，判为空载，延时32秒后，关闭升压输出。我们常用的蓝牙耳机等小电流设备，充电电流通常在10-100mA，如果直接用本方案对其充电，则设备电池未充饱时，就会自动关机。为此，本方案的蓝牙充电模式需要硬件设置方可支持，即通过主芯片的按键 PIN(8脚) 外接 10K 电阻上拉到 BAT 时：

1.按键持续时间长于 60ms，但小于 2s，即为短按动作，短按会打开电量显示灯和升压输出。

2.按键持续时间长于 2s，即为长按动作，长按会开启或者关闭照明 LED。

3.在 1s 内连续两次短按键，进入2小时定时关机模式，指示灯处于慢闪状态，空载自动关机功能被屏蔽。再次单击可以取消定时关机功能。(此时可用于蓝牙充电）

4.小于 60ms 的按键动作不会有任何响应。

本方案可通过EMI认证：

辐射认证-Type C 3.0A充电，50cm非屏蔽USB线测试结果：