XPD720B

深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. USB Type-C PD/PPS 多协议控制器 XPD720(文件编号：S&CIC1910) 1 特性  通过 USB PD3.0 认证（TID：3479）  集成恒压（CV）控制环路  支持 USB Type -C 协议  集成 10mΩ VBUS 通路功率开关管 - 配置为 DFP（Source）  集成 10mΩ电流检测电阻 - 广播 3A/1.5A 电流  内置 VPWR 和 VBUS 双放电通路 支持 USB Power Delivery（PD）2.0 和 3.0  支持线损补偿功能 以及 PPS 协议  安全性   - 集成完整 PD 分层通信协议 - 过压/欠压保护 - PDO 可配置：5V，9V，12V，15V，20V - 过流保护 - 输出功率高至 65W - 过温保护 - APDO 可配置：5V Prog，9V Prog，15V  CC1/CC2/DP/DM 过压保护 Prog，20V Prog  ESD 特性±8KV 支持 Quick Charge 2.0/3.0/3.0+协议  采用 ESOP8 封装 - 支持小米 CHARGE TURBO 27W 协议  支持华为 FCP/SCP/HVSCP 协议 2 应用 - 支持华为 10V 高压 SCP 协议  AC-DC 适配器  USB 充电设备  支持三星 AFC 协议  支持 USB BC1.2 DCP  支持 Apple 2.4A 充电规范 3 应用简图 XPD720 Optional RFB1 100K CVPWR 10u VPWR VBUS OPTO CC2 VFB CC1 RCMP CCMP RFB2 33K CVBUS 1u USB USB TYPEType C -C DM GND DP AC-DC 应用图 Version 1.6 第 1 页 共 12 页 Copyright©2020, 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 Type-C PD/PPS 多协议控制器 XPD720(文件编号：S&CIC1910) XPD720 Optional RFB1 100K Power Supply CVPWR 10u VPWR VBUS OPTO CC2 VFB CC1 Feedback CVBUS 1u USB USB TYPEType C -C DM GND DP DC-DC 应用图 4 概述 XPD720 是一款集成 USB Type-C、USB Power Delivery（PD）2.0/3.0 以及 PPS、 QC3.0+/QC3.0/QC2.0 快充协议、华为 FCP/SCP/HVSCP 快充协议、三星 AFC 快充协议、BC1.2 DCP 以及苹果设备 2.4A 充电规范的多协议端口控制器，为 AC-DC 适配器、车载充电器 等设备提供高性价比的 USB Type-C 端口充电解决方案。 XPD720 内置的 Type-C 协议可以支持 Type-C 设备插入自动唤醒，智能识别插头的正 插与反插，并实现连接。XPD720 集成的 PD 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。 XPD720 最高支持 65W 输出功率，广播 PDO 电压可以配置为 5V/9V/12V /15V/20V， APDO 电压可以选择 5V Prog/9V Prog/15V Prog/20V Prog 中的两档，并且可以灵活配置 APDO 电压范围。 XPD720 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。 XPD720 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）；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。 XPD720 集成 10mΩ VBUS 通路功率开关管和双路放电通路，集成恒压控制环路，在 发生错误时也可以更快关闭输出并恢复到安全状态。 XPD720 可以非常容易通过 USB PD 认证测试，无需为了认证增加元器件。 XPD720 采用 ESOP8 封装形式，外围无需额外的元器件即可工作，提供最优化的 BOM 成本特性。 Version 1.6 第 2 页 共 12 页 Copyright©2020, 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 Type-C PD/PPS 多协议控制器 XPD720(文件编号：S&CIC1910) 5 引脚定义 VPWR 1 8 VBUS OPTO 2 7 CC2 6 CC1 5 DM XPD720 引脚序号 1 2 3 4 5 6 7 8 Power Pad Version 1.6 名称 VPWR OPTO VFB DP DM CC1 CC2 VBUS GND VFB 3 DP 4 Power Pad 描述 输入电源 光耦驱动 电压调节端口（接到前端电源反馈点） Type-C 口数据端口 DP Type-C 口数据端口 DM Type-C 口配置通路 CC1 Type-C 口配置通路 CC2 Type-C 口 VBUS 输出 电源地 第 3 页 共 12 页 Copyright©2020, 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 Type-C PD/PPS 多协议控制器 XPD720(文件编号：S&CIC1910) 6 订购信息 料号 PDO 和 APDO 配置 XPD720A PDO:5V/3A, 9V/2.22A XPD720B PDO:5V/3A, 9V/2.22A, 12V/1.67A XPD720BP XPD720APS25 XPD720APS30 XPD720BP25 XPD720DP30 可定制 PDO:5V/3A, 9V/2.22A, 12V/1.67A APDO1 : 3.3-5.9V/3A APDO2 : 3.3-11V/1.8A PDO:5V/3A, 9V/2.77A APDO1 : 3.3-5.9V/3A APDO2 : 3.3-11V/2.25A PDO:5V/3A, 9V/2.77A APDO1 : 3.3-5.9V/3A APDO2 : 3.3-11V/2.75A PDO:5V/3A, 9V/2.77A, 12V/2.08A APDO1 : 3.3-5.9V/3A APDO2 : 3.3-11V/2.25A PDO:5V/3A, 9V/3A, 12V/2.5A, 15V/2A, 20V/1.5A APDO1 : 3.3-11V/3A APDO2 : 3.3-16V/2A 印字 包装 XPD720 XXXXX+XX ESOP8 4K/盘 SR XPD-LINK 可定制 印字说明： 第一行，XPD720：芯片型号； 第二行，XXXXX：Lot Number，XX：保留信息。 *SCP 协议由于电流超过 3A，需要定制。 选型参考 XPD618 XPD636 XPD720 XPD738 XPD737 XPD767 XPD818 XPD819 XPD865 Version 1.6 QC3.0 √ √ √ √ √ √ √ √ √ FCP/SCP √ √ √ √ √ √ √ √ √ AFC √ √ √ √ √ √ √ √ √ PD3.0 √ √ √ √ √ √ √ √ √ PPS CV A+C SR MOS √ √ √ √ √ 第 4 页 共 12 页 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ Copyright©2020, 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 Type-C PD/PPS 多协议控制器 XPD720(文件编号：S&CIC1910) 7 规格参数 7.1 极限工作参数(1) 参数 VPWR, VBUS, OPTO, 耐压（对 GND） CC1, CC2, DP, DM 最小值 最大值 单位 -0.3 25 V -0.3 7 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 VESD 参数 值 单位 HBM ±8000 V ESD 测试基于人体放电模型（HBM）。 7.3 推荐工作条件 参数 VPWR 输入电压 CVBUS VBUS 电容 CVPWR VPWR 电容 RFB1 最小值 典型值 3.6 最大值 单位 21 V 1 µF 10 µF 系统电压分压电阻 100 kΩ RFB2 系统电压分压电阻 33 kΩ TA 工作环境温度 4.7 -40 85 ℃ 7.4 热阻值 符号 RθJA Version 1.6 参数 结温和周围温度之间的热阻(1) 第 5 页 共 12 页 值 单位 42 ℃/W Copyright©2020, 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. XPD720(文件编号：S&CIC1910) USB Type-C PD/PPS 多协议控制器 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℃，3.3V≤VPWR≤21V 参数 测试条件 最小 VVPWR_TH ISUPP VFOVP VSOVP 芯片供电相关（VPWR，VBUS） Rising edge Falling edge VPWR UVLO 门限 Hysteresis 典型工作电流 VPWR=5V，VBUS=5V Voltage Protection (VBUS) Fast OVP 门限， always enabled Slow OVP 门限 典型 最大 单位 3.3 2.9 0.4 2 mA Ref to target voltage +20% V Ref to target voltage +15% V 10 mΩ 50 1.15 Ω V mV us V Switch MOSFET RDSON Transmitter (CC1, CC2) RTX VTXHI VTXLO tUI tBMC Output resistance Transmit HIGH Transmit LOW Bit unit interval Rise/fall time of BMC During transmission -75 75 3.3 Rload=5.1k,Cload=1nF 300 600 ns Receiver (CC1, CC2) VRXHI VRXLO Receive HIGH Receive LOW IRP_SRC CC1/CC2Broadcasti ng current VITRIP 3A DFP mode, 0 ≤ 𝑉𝐶𝐶𝑋 ≤ 2.5V 1.5A DFP mode, 0 ≤ VCCX ≤ 1.5V OCP 800 485 304 840 525 330 885 570 356 166 180 194 Ref to Power Capability(pd) +20% mV uA uA A OTP (internal) TJ1 Die temperature Temperature rising edge Hysteresis 135 145 20 155 ℃ ℃ 0.25 0.325 0.4 V 1 1.25 1.5 s HVDCP interface (DP, DM) VDAT(REF) TGLITCH(DP)HIGH TGLITCH(DM)LOW TGLITCH(V)CHANGE TGLITCH(CONT)CHANGE Version 1.6 数据线检测电压 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 1 第 6 页 共 12 页 ms 20 40 60 ms 100 150 200 us Copyright©2020, 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 Type-C PD/PPS 多协议控制器 XPD720(文件编号：S&CIC1910) RDAT(LKG) RDM(DWN) RON(N1) VTH(PD) TDPD ΔIT(UP) ΔIT(DO) 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 300 14.25 500 19.53 800 24.5 KΩ KΩ 100 Ω 0.25 0.325 0.4 V 120 160 200 ms RIREF=100KΩ 2 uA RIREF=100KΩ 2 uA 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 2.84 V 12 KΩ 2.7 V FCP 充电模式 VTX-VOH VTX-VOL VRX-VIH VRX-VIL Trise Tfall Version 1.6 D- FCP TX Valid High D- FCP TX Valid Low D- FCP RX Valid High D- FCP RX Valid High FCP Pulse Rise Time FCP Pulse Fall Time 0.3 10% - 90% 90% - 10% 第 7 页 共 12 页 V 1.2 V 0.9 V 2.5 2.5 us us Copyright©2020, 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 Type-C PD/PPS 多协议控制器 XPD720(文件编号：S&CIC1910) 8 应用信息 8.1 功能模块图 VBUS VPWR VPWR Analog driver CC1 CC2 oscillator DP HVDCP OPTO GND Pull-up COMP BMC Modem VFB Power management BMC reciver/transmitter Feedback ctrl Digital Control logic Monitor OCP/OVP/UVP DM CV control Copyright©2020，云矽半导体 8.2 VPWR 和 VBUS VPWR 是 USB Type-C 口 VBUS 的输入电源，也是芯片的供电电源。VPWR 连接前级 AC-DC 或者 DC-DC 的电源输出端。建议靠近 VPWR 接对地电容 CVPWR，推荐 CVPWR 典型值 为 10µF。Type-C 口 VBUS 建议接 1µF 对地电容 CVBUS。 8.3 恒压环路与 OPTO、VFB XPD720 内部集成恒压运算放大器，通过 OPTO 和 VFB 形成恒压环路（CV），如下图 所示。OPTO 端口直接驱动光耦，可以省掉传统的 TL431。OPTO 可以耐压至 20V 以上。 Version 1.6 第 8 页 共 12 页 Copyright©2020, 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 Type-C PD/PPS 多协议控制器 XPD720(文件编号：S&CIC1910) VPWR RFB1 100k OPTO CCMP RCMP VFB VREF_1.24V RFB2 恒压环路（CV）需要在外部进行补偿，补偿电阻 RCMP 和补偿电容 CCMP 由具体应用 决定。VFB 内部的基准电压为 1.24V。VPWR 上的反馈电阻网络的分压电阻 RFB1 必须接 100 kΩ。 如果初始输出电压设定为 5V，则另一个分压电阻 RFB2 为 33k。可通过下面公式计算 得到： 𝑅𝐹𝐵2 = 1.24 ∗ 𝑅𝐹𝐵1 𝑉𝑃𝑊𝑅 − 1.24 通过调整 RFB2 的值可以改变初始输出电压。 反馈电阻网络的分压电阻 RFB1 和 RFB2 的精度影响 VBUS 电源精度，推荐使用 1%精度 电阻。 8.4 电流检测 XPD720 内置电流检测电路，实时检测 Type-C 口电流。Type-C 口过流保护点默认为 PDO 广播电流的 120%。 8.5 线损补偿 XPD720 具有线损补偿功能，可以根据输出电流按比例（即补偿系数）增加输出电压。 补偿系数可以内部配置。XPD720 的补偿系数配置为 60mV/A，如果前端电源空载时输出 电压为 5V，当输出电流为 3A 时，前端电源的输出电压会增加至 5.18V。 Version 1.6 第 9 页 共 12 页 Copyright©2020, 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. XPD720(文件编号：S&CIC1910) USB Type-C PD/PPS 多协议控制器 8.6 可靠性 由于 CC1/CC2/DP/DM 引脚直接连接到 USB 端口，使用过程中容易和电源短路对芯 片造成损坏，XPD720 为了增强产品安全可靠性，对 CC1/CC2/DP/DM 引脚的耐压值特别 提高到 20V 以上。 XPD720 具有完备的 OVP/OCP/UVP 保护功能。OVP/OCP/UVP 保护阈值会根据设备选 择的电压进行调整，最大限度保护设备安全。 XPD720 内置 VPWR 和 VBUS 能量泄放通路，在特定情况下会开启并分别泄放 VPWR 和 VBUS 电源能量。 XPD720 的芯片结温到达 145℃后会关闭输出，降到 125℃后解除保护重新开始工作。 Version 1.6 第 10 页 共 12 页 Copyright©2020, 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 Type-C PD/PPS 多协议控制器 XPD720(文件编号：S&CIC1910) 9 应用电路 9.1 AC-DC 应用图 XPD720 RFB1 100K CVPWR 10u VPWR VBUS OPTO CC2 VFB CC1 CVBUS 1u USB USB TYPEType C -C RCMP CCMP RFB2 33K DM GND DP 图中所示元器件参数供参考，可以根据实际应用进行调整。参考 8.3 节内容设置反 馈网络分压电阻 RFB1 和 RFB2 的值，以及补偿网络 RCMP 和 CCMP 的值。 9.2 DC-DC 应用图 XPD720 RFB1 100K Power Supply CVPWR 10u VPWR VBUS OPTO CC2 VFB CC1 Feedback CVBUS 1u USB USB TYPEType C -C DM GND DP 图中所示元器件参数供参考，可以根据实际应用进行调整。VPWR 上的反馈电阻网 络的分压电阻 RFB1 必须接 100 kΩ。 9.3 PCB layout 注意事项 1．输入电容 CVPWR 以及输出电容 CVBUS 尽量靠近芯片； 2．PCB 布局时尽量避免与主发热器件摆放在一起； 3．尽量避免 VFB 连线受到干扰，补偿网络 RCMP 和 CCMP 靠近 VFB 脚放置。 Version 1.6 第 11 页 共 12 页 Copyright©2020, 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 Type-C PD/PPS 多协议控制器 XPD720(文件编号：S&CIC1910) 10 封装信息 标注 A A1 A2 A3 b c D D1 E E1 E2 e e1 L L1 θ 最小值 1.38 0.03 1.35 0.55 0.35 0.19 4.85 5.80 3.85 0.60 0° 典型值 1.50 0.10 1.40 0.60 0.40 0.22 4.90 3.1 6.00 3.90 2.2 1.27BSC 0.1BSC 0.65 1.05BSC 4° 最大值 1.6 0.15 1.45 0.65 0.45 0.25 4.95 6.20 3.95 0.70 6° 单位：mm Version 1.6 第 12 页 共 12 页 Copyright©2020, 云矽半导体