全球首个PPS智能电源样机亮相

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所属分类:移动应用
摘要

在USB-IF发布PPS技术标准3个月后,首个支持USB PD3.0和PPS技术规范的USB TYPE-C接口适配器样机亮相充电头网。这个样机实现了3V~6V 电压范围内5A电流输出,支持PPS规范中的过流Fold back特性,可以实现低压大电流快充。该样机的USB PD3.0 及PPS协议,采用了乐得瑞的LDR6022,AC-DC部分则采用了PI的INNO3。经过实测,该样机在5A电流输出的情况下工作稳定,输出电压的最小分辨率达到了±1mV。下面让我们来详解一下,PPS电源在开发过程中要克服的挑战。

在USB-IF发布PPS技术标准3个月后,首个支持USB PD3.0和PPS技术规范的USB TYPE-C接口适配器样机亮相充电头网。这个样机实现了3V~6V 电压范围内5A电流输出,支持PPS规范中的过流Fold back特性,可以实现低压大电流快充。该样机的USB PD3.0 及PPS协议,采用了乐得瑞的LDR6022,AC-DC部分则采用了PI的INNO3。经过实测,该样机在5A电流输出的情况下工作稳定,输出电压的最小分辨率达到了±1mV。下面让我们来详解一下,PPS电源在开发过程中要克服的挑战。

全球首个PPS智能电源样机亮相
图1 直接把联想电源转换为PD3.0和PPS电源给Macbook充电

1. 协议层的挑战。由于PPS发布不过3个月时间,市面上目前没有任何一款测试设备可以用来对涉及PPS的协议进行分析和测试。所以,此次乐得瑞升级了原有的USB PD电压诱骗器产品LDR-PD02,让它可以支持PPS电压诱骗。提供手动增减和自动增减两种模式。
2. 电源端芯片工作电压的挑战。5V输出多年来已经成为充电器行业事实上的标准,因此,所有的AC-DC芯片和电路,都是按照5V输出来设计。而PPS的最低输出电压为3.0V,在这个电压下,副边的同步整流电路根本无法工作。需要通过额外的电路,来完成这一设计。

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图2 使用PI INNO3加LDR6022实现AC-DC的PPS电源测试中
3. 电压调整分辨率的挑战。要达到PPS要求的每20mV一档电压可调。最佳做法是内部分辨率达到±1mV。这样的情况下,手机端基于PPS协议的充电管理单元可以通过协议沟通,非常均匀的实现恒流充电过程调整。这是一个巨大的挑战,需要能够对AC-DC或者DC-DC电路的反馈环路进行微安级电流调整的能力。
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图3 AnyWatt转接器可以把Magsafe或者联想方口电源转换为PD3.0和PPS电源

此次推出的样机分为AC-DC样机和DC-DC样机两种。前者采用了PI最新推出的INNO3芯片和乐得瑞LDR6022芯片,可以作为手机适配器使用。后者则是一个AnyWatt概念转接板,可以把传统的联想电脑电源,惠普电脑电源或者苹果Magsafe电源转换为支持USB PD3.0和PPS的智能电源。输出电压为 5V/3A,9V/3A,12V/3A,15V/3A,20V/3A和3V~6V/5A。其中最后一项即为PPS电源项。为PPS升级的LDR-PD02在对电源的PDO进行轮询时,如果进入了ADPO状态,指示灯会闪烁。提示当前电压档位为PPS档位,可以进行20mV每格的电压调整操作

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图4 用PPS实现低压直充的系统架构

用PPS实现低压直充,是手机快速充电方法的发展趋势。目前,国内手机大厂都已经在积极备战这一技术架构。工信部也跟USB-IF进行了多轮磋商,预计年内将会有大统一的好消息出来。值得高兴的是,在这一轮新的技术变革中,不论是手机品牌商,还是芯片厂商,本土厂商都走在了国际前列,并积极参与标准的制定。

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