XPD518A

深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. USB Power Delivery 控制器 XPD518A/B (文件编号：S&CIC1615) 1 特性    VBUS Discharge 功能 支持 USB Type -C 协议  支持 NTC - 配置为 DFP（Source）  待机功耗 20 A - 广播 3A 电流  安全性 支持 USB Power Delivery（PD）3.0 协议 - 过压/欠压保护 - 集成完整 PD3.0 分层通信协议 - 过流保护 - PDO 电压：5V，9V（XPD518A） - 过温保护 - PDO 电压：5V，9V，12V（XPD518B）  CC1/CC2/DP/DM 过压保护 - 输出功率 18W  ESD 特性  支持 Quick Charge 3.0/2.0 协议 - CC1/CC2/DP/DM > 8KV  支持华为 FCP/SCP 协议 - Others > 2KV  支持三星 AFC 协议  支持 MTK PE+协议  支持 USB BC1.2 DCP  支持 Apple 2.4A 充电规范  集成 VBUS 通路低阻抗功率开关管  Package: 5.00mm × 4.40mm TSSOP16 2 应用  AC-DC 适配器  USB 充电设备 3 应用简图 XPD518A/B RFBUP Power Supply VPWR RDSCG Feedback CVAUX FBO DSCG VAUX CC2 CVBUS USB TYPE-C CC1 SHDN DP NTC GND Version 1.0 VBUS 第 1 页 共 10 页 DM Copyright©2017, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD518A/B (文件编号：S&CIC1615) USB Power Delivery 控制器 4 概述 XPD518A/B 是一款集成 USB Type-C、USB Power Delivery（PD）3.0、QC3.0/2.0 CLASS A 快充协议、华为 FCP/SCP 快充协议、MTK PE+快充协议、三星 AFC 快充协议、BC1.2 DCP 以及苹果设备 2.4A 充电规范的多功能 USB 端口控制器, 为 AC-DC 适配器、移动电源、 车载充电器等设备提供完整的 USB Type-C 端口充电解决方案。 XPD518A/B 内置的 TYPE-C 协议可以支持 TYPE-C 设备插入自动唤醒系统，智能识别 插头的正插与反插，实现连接。集成的 TYPE-C PD3.0 协议支持双向标记编码（BMC）， 集成硬件的物理层协议和协议引擎，无需软件参与编解码。 XPD518A/B 支持 18W 输出功率。其中，XPD518A 广播 PDO 电压为 5V/9V，XPD518B 广播 PDO 电压为 5V/9V/12V。XPD518A/B 是专为手机充电设备量身定制的高性价比方案。 XPD518A/B 通过一路可 Sink/Source 的电流源，连接到 AC-DC 或 DC-DC 的反馈引脚 实现动态调节电压的功能，不管是启动还是调压过程，都具备软启动/调压功能，实现 电压平顺过渡。 XPD518A/B 内建多种保护机制确保设备安全：包括动态过压/欠压/过流保护（可根 据设备请求的工作电压/电流按照比例调整保护点）；芯片内部过温和 NTC 过温（NTC 过温会关闭快充）；启动监测（VBUS 输出前会监测端口电压是否处于安全状态）；DP/DM 和 CC1/CC2 过压保护。此外，这些错误发生时 FAULT 端口都会指示。 XPD518A/B 集成 25mΩ VBUS 通路功率开关管和 6Ω 的放电开关，节省了外围器件， 在发生错误时也可以更快关闭输出并恢复到安全状态。 XPD518A/B 具备良好的功耗管理策略，在无设备插入时自动进入休眠模式，此时待 机功耗仅 20uA，设备插入后可以及时唤醒进入正常工作状态。 XPD518A/B 有良好的 ESD 特性，HBM 模型超过 2kV。特别针对连接到端口的 PIN （DP/DM/CC1/CC2）做加强处理，HBM 模型 ESD 达到 8kV 以上。 XPD518A/B 采用 5.00mm × 4.40mm TSSOP-16 封装形式。 Version 1.0 第 2 页 共 10 页 Copyright©2017, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. USB Power Delivery 控制器 XPD518A/B (文件编号：S&CIC1615) 5 引脚定义 引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 VBUS 1 16 VPWR VBUS 2 15 VPWR DSCG 3 14 NGATE FAULT 4 13 VAUX NC 5 12 GND SHDN 6 11 CC2 FBO 7 10 CC1 DM 8 9 DP 名称 VBUS VBUS DSCG FAULT NC SHDN FBO DM DP CC1 CC2 GND VAUX NGATE VPWR VPWR XPD518A/B 描述 VBUS 输出 VBUS 输出 VBUS 电流泄放端口 错误指示，开漏输出 NTC 过温保护（禁止快充） 电压调节端口（接到系统电压反馈点） USB DM USB DP Type-C 检测引脚 CC1 Type-C 检测引脚 CC2 接地 内部电源（接 1uf 电容） NMOSFET 驱动（外接 NMOS 时用） 电源输入 电源输入 6 订购信息 料号 印字 特性 封装 XPD518A XPD5XXX XXXXXX PDO:5V/9V TSSOP16 PDO:5V/9V/12V TSSOP16 XPD518B 印字说明： 第一行，XPD5XXX：芯片型号； 第二行，XXXXXX：Lot Number。 Version 1.0 第 3 页 共 10 页 Copyright©2017, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. USB Power Delivery 控制器 XPD518A/B (文件编号：S&CIC1615) 7 规格参数 7.1 极限工作参数(1) 参数 NGATE,VBUS, VPWR, DSCG 耐压（对 GND） V(NGATE)–V(VBUS) 最小值 最大值 单位 -0.3 16 V -0.3 7 V -0.3 6 V 结温 -40 150 存储温度 -65 150 其他 (1) 超出极限工作范围值可能会造成器件永久性损坏。长期工作在极限额定值下可能会影响器件的 可靠性。 7.2 ESD 性能 符号 参数 VESD 值 单位 CC1/CC2/DP/DM ±8000 V Others ±2000 V ESD 测试基于人体放电模型（HBM）。 7.3 推荐工作条件 参数 最小值 典型值 最大值 单位 VPWR 输入电压 4.5 15 V RDSCG 放电限流电阻 50 200 Ω CVAUX VAUX 电容 0.1 2.2 µF CVBUS VBUS 电容 2.2 10 µF RFBUP 系统电压分压电阻 TA 工作环境温度 kΩ 100 -40 85 7.4 热阻值 符号 参数 值 (1) 单位 RθJA 结温和周围温度之间的热阻 100 RθJCtop 结温和封装外壳表面温度之间的热阻 36 RθJB 结温和板温度之间的热阻 45 Version 1.0 第 4 页 共 10 页 /W Copyright©2017, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. USB Power Delivery 控制器 XPD518A/B (文件编号：S&CIC1615) 7.5 电气特性 如无特殊说明，下述参数均在该条件下取得：TJ= 25℃，5V≤VPWR≤15V， VAUX 并联 1uF 电容 参数 测试条件 最小 典型 最大 VVPWR_TH VVBUS_TH IVPWR ISUPP VFOVP VSOVP VSUVP 芯片供电相关（VPWR，VBUS） Rising edge Falling edge VPWR UVLO 门限 Hysteresis Rising edge Falling edge VBUS UVLO 门限 Hysteresis 待机电流 VPWR=5V，CCx open 典型工作电流 VPWR=5V，VBUS=5V Voltage Protection (VBUS) Fast OVP 门限， always enabled Slow OVP 门限 VBUS UVP 门限 单位 3.7 3.4 0.3 4.45 3.9 0.55 20 2 uA mA Ref to target voltage +20% V Ref to target voltage Ref to target voltage +15% -22% V V 3.65 V V V VAUX VVAUX IVAUX_EXT Output voltage External load allowed 0 ≤ IVAUX ≤IVAUX_EXT 5 mA Discharge (DSCG) Fast discharge Slow discharge ON state (linear) ON state (saturation) Internal switch 6 Ω Internal resistor 1000 Ω 25 mΩ 10 uA Switch MOSFET RDSON INGATEON Sourcing current VNGATEON Sourcing voltage (VNGATE - VGDNS) NMOS gate driver (NGATE, GDNS) 0V ≤ VGDNS ≤ 25V, 0V ≤ VNGATE - VGDNS ≤ 6V 0V ≤ VGDNS ≤ 25V, INGATEON ≤4uA 4 6 V Transmitter (CC1, CC2) RTX VTXHI VTXLO tUI tBMC Output resistance Transmit HIGH Transmit LOW Bit unit interval Rise/fall time of BMC During transmission 50 1.25 -75 75 3.3 Rload=5.1k,Cload=1nF 300 600 Ω V mV us ns Receiver (CC1, CC2) VRXHI VRXLO IRP_SRC Version 1.0 Receive HIGH Receive LOW CC1/CC2 3A DFP mode, 0 第 5 页 共 10 页 800 485 304 840 525 330 885 570 356 mV uA Copyright©2017, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. USB Power Delivery 控制器 XPD518A/B (文件编号：S&CIC1615) VOVP_CC Broadcasting current CC1/CC2 过压保护 阈值 1.5A DFP mode, 0 166 180 194 uA 5.5 V OCP (ISEN, VBUS) VITRIP Shunt voltage when OCP tripped Ref to Power Capability(pd) +30% A OTP (internal) TJ1 Die temperature Temperature rising edge Hysteresis 125 135 20 145 ℃ ℃ SHDN VOTPDET External OTP based on NTC Temperature rising edge Hysteresis 0.3 0.1 VVAUX VVAUX HVDCP interface (DP, DM) VDAT(REF) VSEL(REF) TGLITCH(DP)HIGH TGLITCH(DM)LOW TGLITCH(V)CHANGE TGLITCH(CONT)CHANGE RDAT(LKG) RDM(DWN) RON(N1) VTH(PD) TDPD ΔIT(UP) ΔIT(DO) VOVP_DPDM 数据线检测电压 输出电压选择 D+高电平扰动滤 波时间 D-低电平扰动滤 波时间 输出电压扰动滤 波时间 连续模式的扰动 滤波时间 D+漏泄电阻 D-下拉电阻 开关 N1 导通电阻 受电设备连接检 测电压阈值 受电设备连接检 测滤波时间 电压升高时电流 源阶跃步长 电压降低时电流 源阶跃步长 DP/DM 过压保护 阈值 0.25 1.8 0.325 2 0.4 2.2 V V 1 1.25 1.5 s 1 ms 20 40 60 ms 100 150 200 us 300 14.25 500 19.53 40 800 24.5 100 KΩ KΩ Ω 0.25 0.325 0.4 V 120 160 200 ms RIREF=100KΩ 2 uA RIREF=100KΩ 2 uA 5.5 V 2.84 V Apple 2.4A 充电模式 VDAT(2.7V) RDAT(2.7V) 2.57 D+/D-数据线电压 D+/D-数据线输出 阻抗 2.7 15 KΩ 2.7 V FCP 充电模式 VTX-VOH VTX-VOL Version 1.0 D- FCP TX Valid High D- FCP TX Valid Low 0.3 第 6 页 共 10 页 V Copyright©2017, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. USB Power Delivery 控制器 XPD518A/B (文件编号：S&CIC1615) VRX-VIH VRX-VIL Trise Tfall D- FCP RX Valid High D- FCP RX Valid High FCP Pulse Rise Time FCP Pulse Fall Time 10% - 90% 90% - 10% 1.2 V 0.9 V 2.5 2.5 us us 8 功能描述 8.1 PDO 广播 XPD518A/B 支持 18W 输出功率。XPD518A 广播 PDO 电压电流为 5V/3A、9V/2A。 XPD518B 广播 PDO 电压电流为 5V/3A、9V/2A、12V/1.5A。 8.2 Discharge 功能 为了确保电压变化或者异常保护下 VBUS 的电压在规定时间内满足 PD 要求， XPD518A/B 具有 Discharge 功能，使用 Discharge 功能必须在 DSCG 和 VBUS 之间串联一 个限流电阻，推荐值为 50-100Ω（VBUS 并联 10uF 电容情况下,推荐使用 1/4 W 或更高功 率封装电阻）。 VBUS 50~100Ω DSCG XPD518A/B 8.3 FBO XPD518A/B 通过 FBO Source/Sink 电流（2uA/step）来实现调压，因而 FBO 需接入系 统电压反馈点（Rup 必须为 100k）。 Version 1.0 第 7 页 共 10 页 Copyright©2017, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. USB Power Delivery 控制器 XPD518A/B (文件编号：S&CIC1615) VPWR Rup=100k Feedback voltage FBO XPD518A/B Rdown 8.4 SHDN 配置 SHDN 可用来关闭快充功能（拉低）或是外接 NTC 来实现高温关闭快充（触发点为 0.3VAUX）。 VAUX 0.3VAUX SHDN NTC 8.5 FAULT 指示 XPD518A/B 在发生过压、过流或者过温等异常情况的时候，FAULT 端口会下拉。 Version 1.0 第 8 页 共 10 页 Copyright©2017, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. USB Power Delivery 控制器 XPD518A/B (文件编号：S&CIC1615) VAUX FAULT XPD518A/B 8.6 NGATE 对于存在 VBUS 电压高于 VPWR 的应用，在输出处串联一个 NMOS 开关可避免电流 倒灌问题，外接串联 NMOS 使用 NGATE 来驱动。 VBUS VPWR VOUT NGATE Driver XPD518A/B 8.7 LAYOUT 注意事项 1. VAUX 到地电容尽量靠近 PIN。 2. 尽量避免 FBO 连线受到干扰。 3. Discharge 限流电阻需考虑功率耗散能力。 4. SHDN 不能悬空,若不使用该功能要将其接到 VAUX。 5. 若不使用 NGATE 功能,NGATE 需悬空。 Version 1.0 第 9 页 共 10 页 Copyright©2017, 云矽半导体 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD518A/B (文件编号：S&CIC1615) USB Power Delivery 控制器 9 封装尺寸 Version 1.0 第 10 页 共 10 页 Copyright©2017, 云矽半导体