Quando os utilizadores podem carregar facilmente os seus dispositivos utilizando a tecnologia de transmissão de energia USB Tipo-C (PD), o designer do produto pode sentir-se confortado com a conclusão bem-sucedida do projecto.Isto é porque eles foram capazes de lidar com os desafios complexos de carregamento USB PD.
O USB PD é especialmente projetado para escalabilidade e amplamente utilizado em laptops, smartphones, equipamentos periféricos e equipamentos da Internet das Coisas, o que pode reduzir a necessidade de um adaptador de alimentação especial.Esta é uma tecnologia disruptiva com conectores positivos e negativos que fornecem flexibilidade para carregamento de alta potência e transferência de dados.
Este conector pode suportar vários níveis de tensão (5 V a 20 V) e potência (até 100 W ou superior).Este conector suporta a troca entre a fonte de alimentação e o receptor para melhorar a eficiência da gestão de energiaPor conseguinte, a carga rápida, a compatibilidade de vários equipamentos e a transmissão de energia de alta eficiência são realizadas.e proteção de segurança integrada, tais como proteção contra sobrevoltagem e sobrecorrente é fornecida.
Para o usuário, o USB PD permite carregamento mais rápido e maior transferência de energia, mas seu design é complicado.A aplicação específica deve ser capaz de alternar entre a fonte de alimentação e o receptor para garantir a conformidade com a norma USB PD 3.0 padrões e podem exigir firmware para gerir ficheiros de configuração de energia.
Os dispositivos que utilizam estes conectores, tais como computadores portáteis, tablets e fontes de alimentação móveis, devem poder ser carregados através de, por exemplo, USB-C, adaptadores de parede, baterias, etc.mantendo uma elevada eficiênciaAlguns projetos podem ser limitados a carregamento step-down ou step-up, o que os torna ineficientes no tratamento de tensões de entrada variáveis.
Outras questões incluem minimizar a geração de calor durante a transferência de energia, garantir a compatibilidade de vários dispositivos com diferentes carregadores e acessórios,e melhorar a eficiência energética num projeto compacto.
Aplicações simples de potência constante podem não exigir firmware, mas aplicações dinâmicas ou multifunção USB PD geralmente exigem firmware.Muitos controladores USB PD avançados exigem firmware para gerenciar a negociação de energia, troca de funções e outras funções de segurança.
Transferência de energia USB PD simplificada e otimizada
A Renesas Electronics Corporation oferece uma solução USB-PD Extended Power Range (EPR).que reduzem conjuntamente a complexidade e otimizam a transmissão de energia, ajudando a criar um projeto USB-PC eficiente e fiável.
O Controlador de Porta USB Tipo-C RAA489400 da Renesas (Figura 1) integra os principais recursos do USB PD 3.0, incluindo negociação de energia, troca de funções e proteção de segurança,Reduzindo assim a complexidade do firmware que pode exigir tempo e custo significativos de desenvolvimentoEmbora este controlador possa controlar a transferência de energia de forma autônoma, pode ser necessária uma MCU para controle estratégico avançado ou configuração de energia personalizada.
Figura 1: O controlador de porta ReRAA489400 integra principais recursos USB PD 3.0.
RAA489400 simplifica o processo de conformidade do PD USB e lida com a troca de funções de fonte de alimentação, negociação de protocolo de fonte de alimentação e proteção contra falhas.O dispositivo suporta aplicações de alta potência até 240 W, adequado para dispositivos móveis a bateria, fontes de alimentação móveis e computadores de mesa, bicicletas elétricas e veículos aéreos não tripulados, sistemas industriais e aparelhos domésticos, como aspiradores de pó.
O controlador possui um conversor analógico-digital incorporado que monitora com precisão a tensão e a corrente VBUS para otimização em tempo real da distribuição de energia.Comunicação SMBus/I 2 C suporta integração contínua com o gerenciador de porta tipo-C (TCPM), assegurando a compatibilidade com sistemas de várias portas e simplificando o desenvolvimento de firmware.
The Renesas RAA489118 Step-down Boost Charger (Figure 2) is a high-efficiency battery charger that can be used to manage power transmission at various input and output voltages while ensuring optimum battery performance.