elmos高可靠性、多功能保護的車載USB充電器解決方案

 21ic訊 德國多特蒙德，艾爾默斯公司(elmos)日前宣布推出一款高可靠性、具備多功能保護、寬電壓輸入范圍、高達2kV ESD保護的車載USB充電器解決方案-E522.41。該芯片符合USB2.0規(guī)范和AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，是一款集成了降壓型開關(guān)電源和USB數(shù)據(jù)保護功能的汽車級芯片。支持所有符合BC1.2(電池充電規(guī)范修訂1.2)的下行負載充電，同時也支持目前大多數(shù)已知的USB充電器規(guī)范。除此之外，芯片還為用戶預(yù)留了更多個性化的配置端口網(wǎng)絡(luò)，給客戶帶來更多個性化的選擇?？紤]到實際應(yīng)用過程中的線路損耗，在芯片外部設(shè)計了一個電流取樣電阻，該電阻可以對充電電流進行實時采樣，從而實現(xiàn)對線路損耗的補償功能。

芯片設(shè)計有I2C接口，通過這個接口，E522.41可以和外部單片機實現(xiàn)通信功能。同時，也正是有了這個端口，單片機可以對E522.41的系統(tǒng)工作狀態(tài)以及故障診斷功能進行實時管理。特別是通過I2C，單片機可以識別USB充電器的輸出電流和電壓的瞬時值，從而對充電器的工作狀態(tài)進行實時調(diào)節(jié)。通過芯片引腳ADR，可配置三個不通的I2C系統(tǒng)地址。除了單片機可以配置E522.41的工作狀態(tài)以外，在一些低成本的應(yīng)用方案中，可以完全去掉單片機部分，把E522.41配置成單機工作模式。

E522.41自帶的高效降壓型開關(guān)電源(Switched Mode Power Supply，SMPS) 可對外提供5V±3% ，最高可達2.5A的充電電流。它的輸入電壓范圍從6V~32V,并且瞬時可以承受42V的過電壓沖擊。開關(guān)電源有四種不通的開關(guān)頻率可選，分別是250kHz, 500kHz, 1MHz 以及2MHz。在主-從模式下，這些開關(guān)頻率還可以通過鎖相環(huán)和外部設(shè)備實現(xiàn)±25%頻率同步。另外，可以激活芯片的輕載診斷以及展頻功能來顯著提高EMC性能。

值得一提的是，芯片在開發(fā)之初就瞄準(zhǔn)了汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的高可靠性要求。相比同類的其他產(chǎn)品，以下這些優(yōu)點尤為突出，如ISO7637規(guī)定的輸入端脈沖干擾，USB充電器輸出對地短路和對電源短路的保護，以及數(shù)據(jù)線的短路保護。對充電器的輸出電源實現(xiàn)過壓、欠壓的保護,實時監(jiān)測內(nèi)部電壓基準(zhǔn)以及溫度信息實現(xiàn)過熱保護。E522.41內(nèi)部所有的故障和保護信息一方面可以通過I2C接口傳到外部單片機。同時，當(dāng)發(fā)生芯片內(nèi)部錯誤的時候，芯片的INTB引腳的也被拉低，作為中斷輸出，提供給到外部的單片機進行后續(xù)處理。

E522.41目前采用QFN20L5的封裝方式，已經(jīng)通過汽車AEC-Q-100 的認(rèn)證，使用的環(huán)境溫度范圍從-40℃~105℃

主要特性：

輸入電壓范圍6V~32V(瞬時42V);

可選開關(guān)頻率：250kHz, 500kHz, 1MHz或2MHz,最高占空比100%，和外部設(shè)備可實現(xiàn)同步;

USB充電器固定5V±3%輸出電壓，七檔可選線路補償功能;

可編程輸出電流范圍：0.5/1A/1.5A/2.5A ，以及可選的輸出限流模式和調(diào)節(jié)模式;

I2C接口可配置不同工作模式以及故障診斷功能;

兼容USB2.0高速接口，并提供數(shù)據(jù)端口保護功能;

外部單片機喚醒USB功能;

可配置成SDP或BC1.2 CDP下行負載充電模式、DCP以及用戶定義的USB充電器模式;

數(shù)據(jù)線和充電器電源線對地和對電源保護，過壓/欠壓、以及過熱保護。

典型應(yīng)用:

典型應(yīng)用1: 外部單片機對E522.41進行配置和診斷

典型應(yīng)用2: E522.41單機工作模式