更强·更快·更可靠：HUSB238A EPR 36V/48V电动车取电方案
发布时间：2024-06-19
慧能泰最新HUSB238A 48V电动车取电方案：
芯片特性：
全自主的USB Type-C®和USB PD Sink控制器
支持Type-C V2.1 & USB PD3.1标准
可对FPDO请求进行硬件配置
支持高达48V/5A的PDO
GPIO模式：支持最大28V/3.25A EPR PDO
I²C模式：支持APDO，最大48V/5A EPR PDO和 EPR AVS
自动检测BC1.2、 Divider 3、 QC2.0传统协议
支持SOP'检测
低功耗：IVDD< 45 μA
集成VBUS开关驱动
支持死电池
VBUS过压和欠压保护
过温保护，过温保护门限可配置
4kV HBM ESD
3 mm x 3 mm QFN-16L 封装形式
图1:HUSB238A Demo及封装图
熟悉慧能泰产品的大家都知道，HUSB238A是我们的老朋友了。对PD Sink HUSB238A产品基本特性的详细介绍大家可以通过回顾之前的内容。今天主要详细介绍HUSB238A EPR 36V/48V（大于EPR 28V）的取电机制以及应用电路。
在PD3.1标准推出后，快充功率上限达到了240W。这一变化使USB Type-C可以为更多的设备提供足够的充电功率，包括一些大功率耗电设备比如两轮电动车的充电需求。HUSB238A EPR 48V取电方案的推出也是希望给大功率耗电设备提供一个新选择。其需要工作在I2C模式下，主要从下面两种应用场景阐述：
Sink系统端在连接Source前没有电，也就是耗电端所有的电都来自Source，这时我们 HUSB238A寄存器使能I2C Bit位因为需要主控MCU操作Enable，同时因芯片未使能前无法打开GATE,所以这种应用场景下，不可使用VBUS P MOSFET。
图2：应用场景一 NO P VBUS MOS参考简化电路图
因HUSB238A VBUS耐压只有32V左右，故在做EPR 36V/48V应用时需要加额外稳压保护电路，如上图所示（≤ EPR 28V VBUS可直连），实现方式如下：
1. 将HUSB238A Pin8 ADDR/ORIRENT 下拉至GND,芯片配置为I2C 模式；
2.用支持EPR的线连接一个 240W电源（支持48V/5A），HUSB238A未使能前，Vout 只有5V;
3.MCU在5V供电后通过I2C将 Reg0x02[3] = 1b Enable（7s内），HUSB238A与电源握手EPR 28V；
4. MCU可再通过操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11010b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 请求EPR 36V；
5.可再通过操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11100b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 请求EPR 48V；
应用场景二：
Sink系统端在连接Source前有电，也就是主控MCU有电，可以理解为带电池应用VDD= 3.3 V，在与Source连接前MCU就可以使能HUSB238A I2C Enable Bit 位，所以这种应用场景下，可使用VBUS P MOSFET；
应用场景二 With P VBUS MOS参考简化电路图
因HUSB238A GATE耐压只有32V左右，故在做EPR 36V/48V应用时需要加额外隔离保护电路，当发生故障不至于高压打在Float 的GATE上，如上图所示（≤ EPR 28V GATE 不需要P1 N 两管隔离）；因为HUSB238A没有36V /48V OV保护，客户也可以不用其GATE,可自行依靠MCU驱动做保护电路。实现如下：
1.将HUSB238A Pin8 ADDR/ORIRENT 下拉至GND,芯片配置为I2C 模式，MCU 使能 HUSB238A I2C Enable bit;
2.用支持EPR的线连接一个 240W电源（支持48V/5A）, 其与电源握手EPR 28V；
3.MCU可再通过操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11010b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 请求EPR 36V；
4.可再通过操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11100b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 请求EPR 48V；
以应用场景一NO VBUS P MOSFET为例，调压波形如下：
