基于RICHTEK RT7880 及RT7738 的自動(dòng)功率調節之適配器方案

凡舉目前手機、NB等日常用品，目前使用TYPE-C充電的裝置越來(lái)越多了，出門(mén)常會(huì )有充電口不夠的情況發(fā)生，所以在電源端多C口的充電需求也越來(lái)越多，基于RT7738及RT7880多C口充電的方案就可以達到這樣的目的。

早先的方案在多口同時(shí)輸出時(shí)，有些方案采取多組transformer的架構，可是這樣的作法會(huì )讓整體方案的體積過(guò)于龐大。后來(lái)有人提出了單一transformer的方案，由于只有一組transformer，所以當兩個(gè)口都接入充電設備時(shí)輸出電壓通常只能兩個(gè)口都降到5V，這時(shí)就無(wú)法實(shí)現快充或者是高壓充電。譬如當同時(shí)接筆記本跟手機時(shí)，筆記本內部可能為高壓buck charger，此時(shí)5V就無(wú)法對筆記本進(jìn)行充電。

目前提出這方案的基本架構是先利用RT7738將AC電源轉出一個(gè)DC電源，RT7880則是一顆帶buck-boost PWM control的PD協(xié)議握手芯片，可以根據握手內容產(chǎn)生出相對應電壓供電給終端設備。

這樣架構的好處是一樣一組transformer，且在輸出端RT7880集成了PD協(xié)議及PWM control，在體積上一樣不會(huì )太大?？墒莾蓚€(gè)C口可以獨立供電，所以不會(huì )被彼此的輸出電壓受限住。

另外RT7880內部含有ARM Cortex-M0的內核，可以實(shí)現兩顆芯片的通訊，這時(shí)我們就可以實(shí)現動(dòng)態(tài)的功率分配，讓兩個(gè)C口的總輸出不超過(guò)輸入端的最大負載，而且還能盡可能的在能力范圍內供給最大的輸出功率

方案主要分兩個(gè)部分，內容如下：

首先由RT7738 將AC電源轉出19V/2.37A的DC電源，4點(diǎn)平均效率如下表：

RT7880負責PD及QC的充電協(xié)議握手，及充電電壓DC/DC buck-boost的工作。如果輸入電源為高壓，則也可以采用RT7881，利用單純的buck架構。

以目前前一級ACDC 45W的設定，每個(gè)C口程式宣告能力會(huì )規劃如下表，總共會(huì )有5組固定電壓及1組可變電壓

可是這能力宣告是動(dòng)態(tài)的，會(huì )依實(shí)際情況適時(shí)變動(dòng)

單 USB C ：45W

雙 USB C ：總瓦數48W(30+18 或18+30)

當兩個(gè)C口都接入時(shí)，功率分配的問(wèn)題有很多廠(chǎng)商都提出了相對應的解決方案，大都是在多口的情況下，直接鎖定每一個(gè)口的輸出能力，可是這就有一定程度限定了使用情境。
目前這方案使用兩顆RT7880，輸出功率采用動(dòng)態(tài)分配，讓產(chǎn)品在不超過(guò)負載能力的情況下，盡可能的提供出最大瓦數。
例如當第一個(gè)C口插入時(shí)，會(huì )對終端裝置提供45W的能力，當第二個(gè)C口有裝置插入，會(huì )先去檢測第一個(gè)C口目前的實(shí)際輸出瓦數，再去對第二個(gè)終端裝置提供相對應瓦數能力。
同時(shí)，第一個(gè)C口檢測到第二個(gè)裝置插入，則會(huì )在扣除第二C口的瓦數后，重新對終端裝置進(jìn)行能力宣告。相對的，當第一個(gè)C口實(shí)際輸出瓦數變小了，則會(huì )讓第二個(gè)C口變大它的輸出能力。

?場(chǎng)景應用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

1. 完整保護模式：輸入欠壓保護、輸入過(guò)壓保護、輸出欠壓保護、輸出過(guò)壓保護、輸出過(guò)流保護、過(guò)溫保護

2. 支援主流快充模式： PD、PPS、QC2.0、QC3.0

3. 支援兩個(gè)C口輸出功率動(dòng)態(tài)調整

4. OVP、UVP、OCP、CDC皆可透過(guò)軟體設定

5. 可經(jīng)由TYPE-C 更新軟體

?方案規格

A. RT7738

1. 輸入電壓范圍：90Vac～265Vac

2. 輸出電壓：19V/2.37A （45W）

B. RT7880

1. 輸入電壓范圍：9Vdc ~ 36Vdc

2. 輸出電壓：

PD：5V/3A, 9V/3A. 15V/3A, 20V/2.25A

PPS： 3.3V~21V /2A , 20mV 50mA/step

QC 2.0 : 5V/3A,9V/2A,12V/1.5A

QC 3.0 :  3.6~12V , 200mV/step