簡介

汽車中控系統(tǒng)通常都會提供一個?USB 充電端口，該端口需要在傳輸數(shù)據(jù)的同時為移動設(shè)備充電。對這些系統(tǒng)而言，選擇帶 USB 限流開關(guān)的汽車級 IC 非常重要。本文將介紹 MPS 的 USB 充電端口降壓變換器?MPQ4228-C-AEC1，以及如何將其高效率的優(yōu)勢應(yīng)用于 USB 集線器和其他 USB Type-C 、USB Type-A 應(yīng)用中。

MPQ4228-C-AEC1

MPQ4228-C-AEC1 提供了一種集成降壓開關(guān)模式變換器和 USB 限流開關(guān)的 USB 充電解決方案（見圖 1）。它支持 BC1.2 CDP 模式和 USB Type-C 5V @ 3A DFP 模式，并采用小尺寸 QFN-22 (4mmx4mm) 封裝。該器件集成了一個同步 DC/DC 降壓變換器和一個支持 CDP 模式的充電器端口控制器，可減少組件數(shù)量，從而改善 EMI 性能并減小 PCB 尺寸。

MPQ4228-C-AEC1 提供多種強大的保護功能，包括打嗝模式的限流保護（支持 MFI OCP）、輸出過壓保護（OVP）、USB_OUT/DP/DM/CC1/CC2 到電池的短路保護，以及過溫保護（OTP） 。

MPQ4228-C-AEC1 還可用于 USB Type-A 和 USB Type-C 應(yīng)用。其CC2 引腳可檢測連接以配置 USB Type-C 電纜和連接器之間的接口。當(dāng) CC1 引腳接地時，MPQ4228-C-AEC1 工作于 USB Type-A 模式，電流限制遵從 USB Type-A 規(guī)范。

效率

MPQ4228-C-AEC1 采用高效率 DC/DC 變換器，峰值效率高達(dá) 94.4%，且總負(fù)載溫升僅為 31°C 。由于該器件具有相當(dāng)高的效率，其產(chǎn)生的熱量也非常少，這不僅降低了散熱需求，還縮小了整體解決方案尺寸。其效率曲線如圖 2 所示。

外殼溫度測試

圖 3 顯示了 MPQ4228-C-AEC1 的外殼溫度測試結(jié)果。測試條件為：輸入電壓 (VIN) = 12V，USB = 5V，輸出電流 (IOUT) = 3A。測量在 4 層 PCB (57.4mmx57.4mm) 上進(jìn)行；其頂層和底層為 2oz，而中間層 1 和中間層 2 為 1oz。環(huán)境溫度 (TA) 為 25°C。

數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸需要出色的信號完整性，通過眼圖測試可以評估 USB 2.0 信號的完整性。如圖 4 所示，當(dāng)主機數(shù)據(jù)通過 MPQ4228-C-AEC1 的內(nèi)部 DP/DM 數(shù)據(jù)開關(guān)時，150cm 電纜具有出色的眼圖性能。在此測試中，VIN?= 12V，開關(guān)頻率 (fSW) = 420kHz。

電磁干擾 (EMI)

隨著汽車電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，對整車電磁兼容（EMC）性能的要求也越來越嚴(yán)格。電磁干擾（EMI）會降低器件性能；在某些應(yīng)用中可能產(chǎn)生更明顯的影響，例如收音機產(chǎn)生噪音。

MPQ4228-C-AEC1 具有頻譜擴展功能，在無需屏蔽和共模電感的條件下，即可通過 CISPR25 Class 5 標(biāo)準(zhǔn)。圖 5 顯示了其傳導(dǎo) EMI 測試結(jié)果。測試條件為：VIN?= 12V，總線電壓 (VBUS) = 5V，IOUT?= 3A，電感 (L) = 4.7μH，fSW?= 420kHz，F(xiàn)REQ 引腳連接到 GND，工作模式為強制脈寬調(diào)制 (PWM) 模式。

下圖 6 顯示了輻射 EMI 測試結(jié)果。測試條件與傳導(dǎo) EMI 相同。

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