自 USB Type-C 連接器的 USB Power Delivery 3.0 （USB-PD 3.0） 規(guī)范發(fā)布以來(lái)，這種小型可逆連接器已成功成為移動(dòng)電子設(shè)備中“無(wú)處不在”的電源和數(shù)據(jù)連接器。它統(tǒng)一了電源和電源接收器的功能，雙向電源 （DRP） 功能的設(shè)備和各種數(shù)據(jù)格式和通過(guò)其高速數(shù)據(jù)引腳的連接都提供了兩個(gè)方向的功率流。

這種通用能力導(dǎo)致所有主要移動(dòng)設(shè)備制造商都采用 USB Type-C 作為其手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦的數(shù)據(jù)和電源連接器。雖然許多手機(jī)都增加了 30W+ 的快速充電能力，筆記本電腦通常需要 45W+ 的電源進(jìn)行充電和操作，但使用單節(jié)電池的典型移動(dòng)電源很難在不影響電池循環(huán)壽命的情況下提供所需的能量。

由于當(dāng)今大多數(shù) USB Type-C 端口和電纜在可編程電源 （PPS） 模式下支持 3A 電流和 21V的最大 V BUS ，因此 60W 的功率是廣泛市場(chǎng)供應(yīng)要考慮的自然限制。下表顯示了不同電池組（1S 至 4S）在 3A （60W） 下提供 20V 時(shí)產(chǎn)生的電池電流，假設(shè)進(jìn)行無(wú)損轉(zhuǎn)換。（將現(xiàn)實(shí)生活中的 DC/DC 升壓轉(zhuǎn)換效率考慮到較低的電池電壓，這與轉(zhuǎn)換器的較低效率相吻合，這將進(jìn)一步增加電池電流）。

表 1. 60W（20V，3A）輸出的電池電流與電池組大小的函數(shù)關(guān)系

與 3S 或 4S 設(shè)計(jì)相比，1S 和 2S 解決方案的過(guò)高電流會(huì)導(dǎo)致額外的電阻功率損耗和設(shè)備自發(fā)熱，這就是我們決定專(zhuān)注于基于 4S 的解決方案的原因。

瑞薩電子“ Multi-Cell USB-PD + QC2 & QC3 Power Bank ”獲獎(jiǎng)組合解決方案是使用多節(jié)電池組的支持 USB-PD 的移動(dòng)電源解決方案。它在此特定解決方案中支持高達(dá) 21V 的 PPS 和 3A 的 USB Power Delivery 3.0，并完全支持 DRP。另一個(gè)支持 2.4A 的傳統(tǒng) USB Type-A 端口使用我們的iW636 USB Type-A 快速充電協(xié)議前端支持 Qualcomm Quick Charge 3.0 。

移動(dòng)電源系統(tǒng)由我們的R9A02G011 USB-PD 控制器及其集成處理器控制，可輕松自定義支持的功能和系統(tǒng)行為。由于它支持標(biāo)記電纜，因此該架構(gòu)還可以支持高達(dá) 100W 的 USB-PD 功率配置文件。

瑞薩電子的集成電池管理系統(tǒng) （BMS） 和電量計(jì)RAJ240047用于電池監(jiān)測(cè)和控制。集成的 16 位 RL78 內(nèi)核允許使用客戶(hù)特定的電池監(jiān)控和控制算法。

根據(jù)目標(biāo)用戶(hù)界面，GreenPAK? 可編程混合信號(hào)矩陣可用于擴(kuò)展條形圖顯示器和類(lèi)似顯示器支持的 LED 數(shù)量。兩個(gè) V BUS軌都使用高度集成的負(fù)載開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù)，增加了它們自己的系統(tǒng)保護(hù)層，從過(guò)壓和電流到浪涌保護(hù)到此設(shè)計(jì)。

使用DA14531片上系統(tǒng) （SoC）的可選藍(lán)牙?低功耗 （LE） 接口可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于操作系統(tǒng)的移動(dòng)電源監(jiān)控、控制和跟蹤。

審核編輯：郭婷