Esquema de carga y descarga bidireccional tipo c

Esquema de carga y descarga bidireccional tipo cSolución de carga y descarga bidireccional tipo c, indicador de cuatro baterías ...Tipo-c bidireccional, admite carga de cargador PD, descarga de comput

Esquema de carga y descarga bidireccional tipo c

Solución de carga y descarga bidireccional tipo c, indicador de cuatro baterías ...

Tipo-c bidireccional, admite carga de cargador PD, descarga de computadora Apple, cuerpo adulto bajo; puede transmitir la corriente de descarga de acuerdo con el IC de potencia, con lógica de conexión de apretón de manos tipo c ...


Detalles de producto

1. Admite carga y descarga bidireccional tipo c;

2. Admite la carga y descarga del cargador PD con una computadora Apple,

3. Cuerpo adulto bajo, grabación de programa, modo de visualización de energía flexible;

4. Puede transmitir la corriente de descarga de acuerdo con el IC de potencia, con protocolo lógico de conexión de apretón de manos tipo c.


ETA9740, ETA9741 Solución de energía móvil de carga y descarga bidireccional TYPE-C de un solo chip


Uno. Tabla de costos de material de la lista de materiales:

Como se muestra en el diagrama esquemático anterior, se agrega un circuito de activación del interruptor de vibración sobre la base de un circuito de autorreconocimiento ETA974X estable y confiable. Cuando se agita el interruptor, se puede activar la pantalla de la batería.

Número de serie Cantidad Número de bit Componente Valor Descripción

1 1 C5 CAP0603, condensador de desacoplamiento de clavijas 1uF BAT

2 1 C9 CAP0603, condensador de desacoplamiento ADC para 0.1uF MCU

3 3 C1-2 CAP0805, condensador de derivación de entrada 22uF BAT

4 2 C3-4 CAP0805, condensador de salida 22uF, ¡muy crítico!

5 1 U1 ETA9740 / 9741, ESOP8 2.1A carga y descarga SOC chip de energía móvil

6 2 Q1 MMBT3906, transistor SOT23 PNP

7 2 R1-2 RC0603, resistencia limitadora de corriente de lámpara de batería 1k

8 1 R3 RES0805, 51R Resistencia de carga del disparador de electricidad

9 1 R5 RES0603, 75k resistencia preestablecida de corriente de carga, Iset = 180k / R5

10 1 R4, R6 RES0603, 5.1k TYPE-C resistencia de protocolo cc, pull-down 5.1k o pull-up 10k

11 Interruptor de botón táctil de luz de tecla 4X4 S1, normalmente abierto

12 1 Inductor L1 2.2uH, CD54. CD54 está bien

13 1 USB1 USB_AF_SMT Toma USB

14 1 USB3 MICROUSB-15MK Conector hembra MicroUSB

15 1 USB2 TYPE-C FM_CONNECTOR TYPE-C hembra, enchufe de 18 pines


dos. análisis de circuito:


ETA9740 y ETA9741 forman un circuito de aplicación completo e independiente:


Como se muestra en la figura anterior, ETA9740 y ETA9741 forman un circuito de energía móvil completo por sí mismos, que puede ingresar automáticamente al modo de carga ligera y apagar la luz indicadora. Cuando la carga está conectada y la corriente de carga es superior a 30-100 mA, se puede activar la pantalla de potencia.


Los terminales MICROUSB, USB-AF, TYPE-C adoptan el método de cableado paralelo de bus

El método de cableado de cada terminal USB de ETA9740, 9741 (ETA9750, 9751) es muy simple. Usando una arquitectura de cableado de bus avanzada, puede identificar automáticamente la entrada del adaptador de CA externo o la carga externa, para ingresar al estado de carga o al estado de descarga en consecuencia. No es necesario que el enrutamiento sea riguroso, la ubicación es arbitraria y se puede enrutar.


Generalmente, se debe colocar un capacitor de 0.1UF-22UF en cada terminal USB. Especialmente para aquellos clientes que necesitan certificación EMC, se debe colocar un capacitor de mayor capacidad (como 10-22uF) cerca del puerto.


Respecto a los múltiples modos de trabajo del TYPE-C.

Sabemos que el TYPE-C estricto tiene múltiples protocolos, lo que le permite trabajar en los siguientes modos múltiples. Dado que TYPE-C es un protocolo estandarizado, casi todos los teléfonos móviles y portátiles (como Surface, Mac Pro) del mercado cumplen con este requisito.

Modo de trabajo Voltaje Corriente máxima Observaciones

USB 2.0 5V 500 mA basado en la corriente predeterminada definida en la especificación básica

USB 3.1 5V 900 mA

USB BC 1.2 5V hasta 1.5 A carga tradicional

Corriente USB tipo C a 1,5 A 5 V 1,5 A Productos que admiten mayor potencia

Corriente USB tipo C a 3,0 A 5 V 3 A Productos que admiten mayor potencia

USB PD 5V, 12V, 20V 1.5A, 3A, 5A puede controlar el nivel de potencia de salida

Entre los 6 protocolos compatibles con TYPE-C anteriores, todos son compatibles con versiones anteriores de nuevos a antiguos. En otras palabras, el host (adaptador) o esclavo (teléfono móvil) que admite USB-PD admite USB2.0, USB3.1, USB BC1.2, USB TYPE-C 1.5A, USB TYPE-C3.0A, etc. La característica más importante de USB PD es que admite voltajes de entrada y salida más altos. Sin embargo, para los circuitos BUCK, como cabezales de carga, cargadores de automóviles, etc., es muy fácil de lograr y un voltaje de salida más alto, lo que brinda una mayor eficiencia de conversión.

Sin embargo, para las fuentes de alimentación móviles alimentadas por baterías de litio multiparalelas de una sola celda, debido a la arquitectura de impulso, la eficiencia de aumento de 3.7V a 12V es mucho menor que la eficiencia de aumento de 3.7V a 5.0V. , Una mayor caída de presión, resultando en una mayor pérdida y desperdicio en el proceso de conversión de energía.

En la actualidad, a menos que haya suficientes tubos de conmutación N-MOS externos con baja resistencia de encendido para cumplir con la conversión USB PD 12V, 20V, la eficiencia siempre es criticada. Por lo tanto, ETASOLUTION proporciona un protocolo USB de ultra bajo costo y compatible con TYPE-C (sin PD) para que la corriente principal del mercado realice una solución perfecta de TYPE-C de ultra bajo costo.

Nuestro enfoque es usar el modo TYPE-C 5v @ 3A (por supuesto, también puede ser compatible hacia abajo con la escalera TYPE-C USB-PD actualizada, pero no estará a 9V, 12V). En otras palabras, la adopción del modo 5V @ 3A de TYPE-C definitivamente admitirá todos los adaptadores del mercado, ya sea 5V-500MA, portátil u **, 5V-1A, 5V-2A, 5V-3A, 5V-100A , Adaptador USB PD (5V, 9V, 12V-15W), adaptador QC2.0, QC3.0, son totalmente compatibles. Porque todos se comunican a través de TYPE-C CC. Sin embargo, ya sea que la energía móvil se utilice como un DFP de host o un UFP esclavo, está bloqueada a 5V en la comunicación de la capa de protocolo.


Diseño de comunicación CC en la aplicación ETA9740 TYPE-C.

En términos generales, el banco de energía móvil tradicional que utiliza el protocolo IC de protocolo de enlace TYPE-C (como la versión de gama alta del banco de energía móvil Xiaomi de 10000 mAh) adopta una solución similar.


Incluso con un circuito tan complicado, el efecto producido es similar al del ETA9740. El IC de comunicación interna adopta el protocolo CC para realizar las siguientes funciones:

A. A través de la comunicación CC, juzgue a sí mismo y a la otra parte, quién es DFP (maestro) y quién es UFP (esclavo)

B. Protocolo de enlace, DFP (host) genera energía; UFP (esclavo) recibe energía.

Y ETA9740, 9741 simplifican enormemente este proceso. Esto es porque:

C. ETA9740 puede determinar automáticamente si se debe ingresar al modo de carga o al modo de descarga de refuerzo.

Cuando no hay carga, ETA9740 generará un voltaje de 5.0 V sin carga y detectará continuamente la potencia de entrada externa o la carga externa. Cuando se detecta una carga externa, ingresará automáticamente al modo BOOST de descarga; cuando se detecte una entrada de adaptador externo, ingresará automáticamente al modo de carga BUCK.

D. En el MODO USB tipo C, por ejemplo, el modo 5V-3A, solo dos pull-ups de 10k o dos pull-downs de 5.1k en el pin CC son suficientes.

De acuerdo con el acuerdo de modo USB TYPE-C, cuando se levanta 10k, el dispositivo se reconoce como modo maestro DFP (descarga BOOST externa); cuando se baja 5.1k, el dispositivo se reconoce como modo esclavo UFP (carga BUCK interna).

Por lo tanto, el uso de ETA9740 para TYPE-C puede lograr las siguientes funciones:

E. El pin CC del zócalo ETA9740 y TYPE-C se eleva 10k (modo host):

Usando el protocolo completo de hardware de salida 5V @ 3A TPYE-C, puede usar la línea C-C (con puertos C en ambos extremos) para descargar todos los dispositivos TYPE-C con el protocolo 5V-3A. ¡Incluidos todos los teléfonos móviles o tabletas! ! ¡Así es! ! (Apple Macbook; Microsoft Surface; Google nexus6p; Samsung NOTE7, S8; Huawei P9, MATE9; Xiaomi 4c, Xiaomi 5; LeTV; Meizu; LG), cargando el dispositivo con el protocolo 5v-3a real. Se utiliza el siguiente cable de datos C <-> C (generalmente se utiliza en países extranjeros, como SURFACE, MACBOOK, NEXUS)

Casi todos los adaptadores son compatibles, pero el adaptador original del macbook de Apple no es compatible.

Aquí hay una explicación, ¿por qué puede admitir la descarga del macbook de Apple, pero no es compatible con el adaptador de macbook de Apple para cargar el banco de energía? Esto se debe a que el protocolo de los dispositivos Apple es muy estricto, y el pin CC de la fuente de alimentación móvil se levanta con una resistencia de 10k, lo que hace que el adaptador de macbook piense que la fuente de alimentación móvil es un DFP de host, y el adaptador en sí también es el host, por lo que el adaptador de macbook simplemente no lo hace. Salida.

F. El pin CC del soporte ETA9740 y TYPE-C baja 5.1k (modo esclavo):

Adopta un protocolo completo de hardware de entrada 5V @ 3ATPYE-C, pero puede emitir al mismo tiempo. Admite la carga de todas las entradas del adaptador. Cualquier puerto tipo-c o puerto USB se cargará con el protocolo de hardware 5V-3A.


Puede usar un cable C-C (puertos C en ambos extremos) para descargar dispositivos TYPE-C con protocolo USB. Incluyendo Microsoft Surface; Google nexus6p; Samsung NOTE7, S8; Huawei P9, MATE9 nacionales; Xiaomi 4c, Xiaomi 5; LeTV; Meizu; LG. Pero no es compatible con el macbook de Apple (porque el macbook de Apple cree que la fuente de alimentación móvil es esclava, por lo que no acepta la entrada de alimentación de la fuente de alimentación móvil).

Entonces, aquí está la definición de CC pull-up o pull-down:

Modo de definición CC Compatibilidad de protocolo 1 Compatibilidad 2 Incompatibilidad 3

Levante el modo de host 10k DFP 5V @ 3A protocolo de host real, use la línea CC para descargar todos los dispositivos tipo-c. Admite casi todos los cargadores tipo c-c o cables de datos para cargar. No es compatible con el cargador Apple Macbook TYPE-C

Baje el protocolo esclavo verdadero 5V @ 3A del modo esclavo UFP de 5.1k, pero use el cable CC para descargar casi todos los dispositivos tipo-c. Admite todos los cargadores tipo c-c o cables de datos para cargar. No se puede descargar el macbook de Apple

G. Conexión del pin CC en el enchufe TIPO-C:

Cuando se trabaja como host DFP, como se muestra en la imagen inferior derecha: CC1 y CC2 se elevan de forma independiente al voltaje VUSB.

Cuando se trabaja como esclavo UFP, como se muestra en la imagen inferior izquierda, CC1 y CC2 se bajan a GND de forma independiente.

Ya sea en modo DFP o UFP, las uniones soldadas A6, A7, B6, B7 del zócalo TYPE-C de 18 pines deben conectarse en cortocircuito.


Acerca de la pantalla de encendido del disparador del botón.

R. ETA9740 no tiene pines especiales para conectar botones, pero debido a que ET9A740 tiene una función de identificación de carga, podemos usar esta función para usar el botón para encender una pequeña carga para activar la pantalla de energía. Condiciones para que ETA9740 active la pantalla de la batería: la corriente de carga del USB es superior a 100 mA.


Como se muestra en la figura anterior, dado que el voltaje VUSB es de aproximadamente 5.0V (incluso cuando no hay carga), una vez que se presiona el botón, la corriente a través de la resistencia R3 es aproximadamente: I = VUSB / R3 = 5.0V / 51Ω≈100mA. Por lo tanto, el indicador de batería puede activarse. Una vez que toque y suelte el botón, ETA9740 retrasará automáticamente la visualización de la batería durante unos 6 segundos.

B. ETA9741 tiene pines de botón dedicados.

I) ETA9741 se basa en ETA9740, agregando las funciones de linterna y botones. Sus funciones son las siguientes:

a) Pulsación corta durante más de 0,2 segundos, la pantalla de la batería se apagará después de un retraso de 6 segundos;

b) Mantenga pulsado durante más de 0,8 segundos, la pantalla del nivel de batería permanece y la linterna se enciende.

Pulsación larga durante más de 0,8 segundos, la linterna se apaga. La pantalla de la batería se apaga después de un retraso de 6 segundos.


Si su producto no usa la función de linterna, puede usar ETA9741 como ETA9740 (o se puede realizar un procesamiento compatible en el circuito). Porque ETA9741 también puede encender una carga pequeña presionando el botón para activar la pantalla de energía durante 6 segundos como ETA9740.


Tres. DISEÑO Consideraciones de cableado.

A. Cbat debe estar lo más cerca posible del lado del chip.


Como se muestra en la figura anterior, el PIN6 de ETA9742 es el pin BAT, que es un pin pequeño de entrada de señal. Esta corriente fluye hacia el chip PIN6, que es el pin de retroalimentación del voltaje de la batería, que se utiliza para la retroalimentación del voltaje de carga de la batería. Por lo tanto, el rastro de este pin puede ser pequeño o muy enrollado, pero debe estar lejos del inductor y usar un condensador de 1uF para AGND (tierra analógica, PIN9 en la parte inferior del chip) tanto como sea posible, para garantizar el funcionamiento estable del chip. .

B. Asegurar la confiabilidad del sistema de circuito mínimo.

La siguiente figura constituye el sistema más pequeño de ETA9740, 9741. Esto tiene dos significados: uno es que el circuito puede funcionar con los siguientes componentes y el otro es que los siguientes componentes deben estar lo más cerca posible del chip y cumplir con las reglas. Como se muestra en la figura siguiente, el nombre de red de este sistema mínimo es el siguiente:


En la figura anterior, podemos ver que las tierras de Co1, Co2; Cb1, Cb2 deben estar lo más cerca posible del PIN8 (es decir, el pin PGND) de ETA9741. Esto se debe a que, ya sea en el proceso de aumentar 5 V o de cargar la batería, habrá una gran corriente pasando a través de PGND y Vu **. Entonces, en primer lugar, Co1, Co2 debe, debe, debe (lo importante se dice tres veces) lo más cerca posible de los pines PIN7 y PIN8 del chip. Este es el capacitor de salida clave cuando se aumenta 5V, lo cual es muy importante.


Como se muestra en la figura anterior, el diagrama de bloques azul muestra la arquitectura de refuerzo interna de ETA9741. Cuando la señal de la unidad PWM interna es alta, el MOSFET se enciende y la fuente de alimentación VBAT pasa a través del inductor -> MOSFET a PGND (como la tendencia roja). Cuando PWM es bajo, el inductor debe mantener el flujo de corriente, por lo que


, La energía eléctrica pasa de A-> B para continuar hacia adelante, más el voltaje de entrada de VBAT superpuesto, y continúa hacia adelante a través del diodo SS14, que produce un voltaje más alto que VBAT. Este voltaje superpuesto es almacenado por el capacitor COUT. (Como tendencia verde)

Como puede ver en la imagen de arriba, el condensador Cout es muy crítico y debe estar lo más cerca posible de la caja azul. Debido a que la resistencia de retroalimentación interna de FB está integrada en el pin VOUT del IC, si el capacitor de salida está lejos del pin Vout, el ruido del pin Vout será muy grande. Entonces, el voltaje de retroalimentación del FB en la red de resistencias divisoras FB no es Si es precisa, es fácil producir varios problemas inciertos.

Por otro lado, CB1 y CB2 también deben estar cerca del chip PGND y del extremo del inductor, ya que la carga de la batería se realiza en sentido inverso.


Como se muestra en la figura anterior, el cuadro azul es el diagrama de bloques de carga equivalente de ETA9742. Un P-MOS está integrado internamente. Cuando PWM es bajo, el P-MOSFET se enciende. En este momento, la corriente fluye de VUSB a P-MOS al inductor -> terminal de batería BAT. (Como tendencia roja)

Cuando PWM es alto, P-MOS se apaga. El inductor continuará fluyendo desde el extremo A del inductor hasta el extremo B, a través del polo positivo de la batería, "el polo negativo de la batería (PGND)", diodo Schottky, y luego volverá al extremo A del inductor porque el inductor necesita mantener la tendencia actual anterior. (Como tendencia verde)

Por otro lado, el PIN6 de ET9A742 es el terminal de entrada de voltaje de retroalimentación BAT, y el voltaje FB se retroalimenta al comparador interno a través de la red del divisor de voltaje interno.

Por lo tanto, el condensador Cb debe estar muy cerca del punto B del inductor. Además, el PIN6 de ETA9742 debe conectarse al nodo de la batería, ¡no al punto B del inductor! Esto es crítico, porque el PIN6 necesita detectar el voltaje real de la batería y el nodo B del inductor (es decir, el electrodo positivo del capacitor Cb) puede producir una cierta cantidad de ruido. Por lo tanto, la traza de entrada de voltaje de retroalimentación BAT puede ser muy enrollada, puede estar cerca de algunas trazas de potencia constante, como la línea Vout, la línea Vin, pero no debe estar cerca de la traza del interruptor del inductor, especialmente el terminal SW (PIN1). Como se muestra en la siguiente figura, ya sea traza A o traza B, puede proporcionar una señal de voltaje de batería limpia y estable al pin BAT.


Selección ETA974X.

Los siguientes tres modelos pueden cumplir con la función de agitación. Selección específica según la situación:

Modelo Voltaje de carga Corriente de carga Corriente de descarga Pantalla de potencia de 4 LED Identificación automática de carga Linterna Soporte TIPO-C Corriente de espera a 3.7V

2.1A se puede configurar en ETA9740 4.2V 3A √ √ √ 80uA

ETA9741 4.2V fijo 2.1A 2.1A √ √ √ √ 80uA

2.1A se puede configurar en ETA9750 4.35V 3A √ √ √ 80uA


Prueba de rendimiento eléctrico:

ETA9740, ETA9741 batería BOOST boost descarga Tc = 25 ℃ ETA9740 CHARGE prueba de carga Tc = 25 ℃ Rset = 68kΩ

Vbat (V) Ibat (A) Vout (V) Iout (A) η Temperatura IC (℃) Vin (V) Iin (A) Vbat (V) Ibat (A) η Temperatura IC (℃)

3,1 1,7591 4,9954 1 91,60% 40,5 5 1,73814 3 2,5834 91,18% 69,7

3,5 1,5301 4,9954 1 93,28% 45 5 1,97624 3,5 2,5689 92,72% 70

3,7 1,436 4,9954 1 94,02% 43,3 5 2,08258 3,7 2,5755 92,72% 69,4

4 1.3149 4.9954 1 94.98% 42.3 5 2.24639 4 2.5787 92.94% 69.5

4.2 1.2452 4.9954 1 95.52% -5 2.29866 4.1 2.5821 92.96% 68.6

4,35 1,1975 4,9954 1 95,90% -Vin (V) Iin (A) Vbat (V) Ibat (A) η IC temperatura (℃)

Vbat (V) Ibat (A) Vout (V) Iout (A) η Temperatura de CI (℃) 4.8 1.8044 3 2.5754 91.91% 71.3

3,1 2,7519 5,0013 1,5 87,94% 73 4,8 2,06639 3,5 2,5747 91,90% 70,8

3,5 2,3553 5,0013 1,5 91,00% 63,9 4,8 2,17002 3,7 2,5737 84,39% 69,4

3,7 2,2048 5,0013 1,5 91,96% 56,5 4,8 2,34461 4 2,5914 92,04% 69,7

4 2.0153 4.9907 1.5 92.87% 55.7 4.8 2.40805 4.1 2.6031 92.43% 68.4

4,2 1,9014 4,9907 1,5 93,74% 54,4 Vin (V) Iin (A) Vbat (V) Ibat (A) η IC temperatura (℃)

4,35 1,8262 4,9907 1,5 94,24% 52,7 4,7 1,83785 3 2,5732 89,25% 71,8

Vbat (V) Ibat (A) Vout (V) Iout (A) η Temperatura IC (℃) 4,7 2,1114 3,5 2,5775 89,29% 71,5

3,5 3,435 4,9267 2,1 86,06% OTP automática 4,7 2,20684 3,7 2,5673 89,22% 71,1

3,7 3,2472 5,0081 2,1 87,53% OTP automática 4,7 2,2081 4 2,4088 89,46% 66,4

4 2.9356 5.0128 2.1 89.65% 89.5 4.7 2.19351 4.1 2.3446 89.45% 64.6

4.2 2.7585 5.0128 2.1 90.86% 83

4,35 2,6413 5,0128 2,1 91,62% 79