關(guān)鍵詞：USB PD；高耐壓；15ms延遲去抖；反向電流保護(hù)反應(yīng)時(shí)間短；對(duì)具備雙電源的任意應(yīng)用均適用；保護(hù)接口部件安全
2021年，一則“USB IF將USB PD3.0升級(jí)為USB PD3.1，從而支持最高48V電壓輸出，充電功率同步從100W提升至240W”的新聞，再次讓人們將目光聚焦到USB PD標(biāo)準(zhǔn)之上。
USB PD（Power Delivery）是基于USB Type-C的一種電源供電標(biāo)準(zhǔn)，最大供電功率可達(dá)100W，當(dāng)前正從手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦市場，逐漸向顯示器、新能源汽車、電動(dòng)工具、IoT設(shè)備等市場邁進(jìn)。以手機(jī)為例，IDC發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，2020年全球智能手機(jī)出貨量達(dá)12.9億部，其中便有2.061億部iPhone兼容USB PD3.0快充標(biāo)準(zhǔn)。
然而，USB PD的高功率輸送和緊湊的幾何形狀常常為USB Type-C帶來一些特有的安全挑戰(zhàn)。為此，圣邦微電子日前面向手機(jī)、平板電腦、電子書、筆記本電腦市場，推出了一款5A單向USB PD高壓側(cè)開關(guān)芯片SGM2539。該芯片具有欠壓鎖定（UVLO）、過壓鎖定（OVLO）、反向電流保護(hù)（RCP）和過熱保護(hù)（OTP）等功能，可在發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)關(guān)閉并斷開與終端的連接，其VBUS引腳在關(guān)斷時(shí)可承載高達(dá)29V的電壓（VINT引腳為26V）。當(dāng)設(shè)備具有兩個(gè)以上Type-C端口或在傳統(tǒng)適配器與Type-C端口共存的情況下，SGM2539可防止高壓電源向低壓電源倒灌。
SGM2539的過壓保護(hù)閾值默認(rèn)為23V，可通過連接到OVLO引腳的外部電阻分壓器進(jìn)行更改。為了限制浪涌電流，在開關(guān)啟動(dòng)之前會(huì)依次經(jīng)歷15ms的去抖動(dòng)和軟啟動(dòng)時(shí)間。
SGM2539的工作電壓為2.5V至20V。它通常用于控制連接到系統(tǒng)USB端口的源端設(shè)備的功率傳輸，并提供必要的保護(hù)功能。對(duì)于USB PD應(yīng)用，如手機(jī)、平板電腦或筆記本電腦，當(dāng)設(shè)備有多個(gè)供電口時(shí)，SGM2539可保證較高電壓的電源為后級(jí)電池充電路徑供電。
圖1 SGM2539典型應(yīng)用電路
SGM2539采用綠色WLCSP-2.56×1.54-15B封裝，可在-40℃至+85℃溫度范圍內(nèi)正常工作。
SGM2539典型特征
SG Micro Corp
2.5V至20V寬工作電壓范圍；
高達(dá)5A的連續(xù)輸出電流；
VBUS引腳可承載高達(dá)29V電壓（VINT引腳為26V）；
低導(dǎo)通電阻：28mΩ（典型值）；
過壓鎖定可調(diào)節(jié)；
電壓轉(zhuǎn)換率可調(diào)，用以減小浪涌電流；
兩級(jí)反向電流保護(hù)；
保護(hù)電路：
過溫保護(hù)（OTP）；
過電壓保護(hù)（OVP）；
欠壓鎖定（UVLO）；
所有條件下的反向電流保護(hù)（RCP）；
綠色WLCSP-2.56×1.54-15B封裝。
SGM2539核心特點(diǎn)
SG Micro Corp
高耐壓。如前文所述，SGM2539 VBUS引腳在關(guān)斷時(shí)可承載高達(dá)29V的電壓（VINT引腳為26V）。如果VVBUS過高且超過VOVLO閾值，即使此時(shí)啟動(dòng)輸入（nEN）處于較低狀態(tài)，設(shè)備也會(huì)被禁用，開關(guān)將隨之關(guān)閉；當(dāng)VVBUS下降到VOVLO以下且沒有其他有效保護(hù)時(shí)，開關(guān)將再次跟隨nEN狀態(tài)。
15ms延遲去抖。在SGM2539開啟前，nEN將提供15ms延遲時(shí)間去抖動(dòng)，以便在nEN信號(hào)出現(xiàn)反彈的情況下提供干凈的啟動(dòng)。
反向電流保護(hù)反應(yīng)時(shí)間短。SGM2539在任何情況下都具有防止反向電流的保護(hù)作用。如果開關(guān)輸出電壓（VVINT）超過輸入電壓（VVBUS）45mV，反向電流保護(hù)將被激活。如果差值小于120mV，反向電流保護(hù)將在4.2ms尖峰脈沖時(shí)間后關(guān)閉開關(guān)；如果差值大于120mV，則立即關(guān)閉開關(guān)。
對(duì)具備雙電源的任意應(yīng)用均適用。如果應(yīng)用系統(tǒng)有兩個(gè)USB PD端口，那么反向電流保護(hù)功能將允許使用這兩個(gè)端口，SGM2539會(huì)防止高壓的PD端口向低壓或無電的PD端口泄露。
保護(hù)接口部件的安全。可控的緩起時(shí)間可減小對(duì)入口連接器、電容及前端線纜的沖擊。
