【大大芯方案】自适应灵活充电，大联大推出基于慧能泰产品的100W双向充放电参考设计方案

2022年11月8日，致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布

其旗下世平推出基于慧能泰（Hynetek）HUSB311 USB PD PHY芯片的100W双向充放电方案。☜

图示1-大联大世平基于慧能泰产品的PD 100W双向充放电方案的展示板图

随着USB Type-C的面世以及多次的叠代升级，USB Type-C俨然已经成为大多数电子设备的主流接口。与此同时，在面向电源、数据、视频等应用场景时，基于CC线的PD协议正在变得不可或缺，通过PD协议对主机和设备进行配置也成为系统的基本要求。大联大世平基于慧能泰(Hynetek)产品的100W双向充放电方案，该方案集成了一个USB PD DRP控制器HUSB311、一个降压充电器PL5500以及一个MCU模块，可实现单个USB Type-C端口100W PD的充电或放电。

图示2-大联大世平基于慧能泰产品的PD 100W双向充放电方案的场景应用图

该方案是USB Type-C PD DRP控制器与电池充电管理系统的结合，HUSB311配置为双向充放电（DRP）提供支持，且各种支持的电压电流标准均可自由定制，甚至于还可以采用PD协议的自定义指令，进行双方设备鉴权。在身份识别成功后，发起更高电压、更大电流的支持，提升用户体验。此外，无论外部接入的充电设备还是供电设备，HUSB311均可以自动检测，自适应调整功率角色，顺利完成PD协议的功率握手。

HUSB311是慧能泰（Hynetek）于2021年推出的高性能USB PD PHY芯片。Hynetek是一家专注于智慧能源控制技术的公司，主要面向智能快充和数字能源领域，提供高性能数模混合芯片产品。目前，Hynetek已完成了围绕USB Type-C生态链的整体产品布局，开发并量产了多款产品。

图示3-大联大世平基于慧能泰产品的PD 100W双向充放电方案的方块图

在运行时，USB PD DRP控制器HUSB311与MCU建立一个Type-C端口管理器，也称为TCPM。由于TCPM的存在，方案可以根据USB Type-C接入的电子产品类型，自动切换其作为主机、设备或DRP的角色。此外，HUSB311和PL5500都集成了I2C接口作为从属设备。借由微处理器通过I2C接口的通信可以实现监测和高级配置，例如监测PD电源的容量和PDO协商。而通过PL5500的I2C接口，可以灵活地对充电参数进行编程，如输入电流限制、输入电压限制、充电电流、电池充满等。

通过此方案可以有效地给1-6个电池充电，或给笔记本电脑或手机的大容量电池组放电，通过USB PD协商，它可以通过一个USB Type-C端口实现PD 100W快速充放电功能，非常适用于电动工具、物联网设备、移动电源和便携式电子产品。

▌核心技术优势

HUSB311的主要特点：

• USB PD双重角色(Dual-Role Port)；

• 支持USB PD3.1和USB TCPCI V1.1；

• Host模式、Device模式和DRP模式的插拔检测；

• 电流能力广播和检测；

• 线缆类型识别；

• 支持VCONN；

• 支持死电池模式；

• 超低功耗待机模式；

• 30V VBUS引脚耐压和CC引脚耐压；

• 支持2个I2C通信地址；

• 支持BIST模式；

• e-fuse刻录模式；

• 1.35mm×1.4mm WLCSP-9B和2.5mm×2.5mm QFN-14L两种封装模式；

• ±2kV HBM ESD。

▌方案规格

作为Sink PD Sink功能：

• 5V-20V 电池配置1-6节；

• 充电电流最大5A；

• 充电功率最大100W。

作为Source PD Source功能：

• 5V/3A，9V/3A，12V/3A，15V/3A，20V/5A电池配置4-6节；

• 放电电流最大5A；

• 放电功率最大100W。

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