XPM5220BP

富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM5220 (文件编号：S&CIC2196) 65W USB PD 等多协议降压芯片 1 特性  - 支持 Quick Charge 2.0/3.0/3.0+协议 同步开关降压转换器 - 支持小米 CHARGE TURBO 27W 协议 - 内置功率 MOS - 支持华为 FCP/SCP/HVSCP 协议 - 输入工作电压高至 31V - 支持三星 AFC 协议 - 自动识别输入电压调节输出电压 - 支持 VOOC 2.0/4.0 协议 - 输出电压范围：3.3V 到 21V，根据快充 - 支持联发科 PE 协议 cn  输出快充 协议自动调整 - 支持 USB BC1.2 DCP - 输出功率最大 65W - 输出电压有线补功能：50mV/A、 ch i - 输入过压、欠压保护 - 输出具有 CV/CC 特性 - 输出短路、输出过流 - 软启动功能 - 过温保护 - 3A 带载启动 全引脚 ESD 4KV er  支持 USB Power Delivery（PD）3.1 协议 Package：ESOP-8  - 通过 PD3.1 认证（TID：7689） 2 应用 up - FPDO 可配置：5V、9V、12V、15V、 20V .s - APDO 可配置：5V Prog、9V Prog、 15V Prog、20V Prog w w - APDO 以 20mV 步进调节电压  多重保护、高可靠性  100mV/A、150mV/A  p. - 支持 Apple 2.4A 充电规范 支持在线升级  USB 车载充电器  便携式充电设备  通用高压 USB 充电器  通用的高压 DC/DC 变换应用  智能排插 w 3 应用电路图 USB-C 12/24V VIN CC1 CC2 C1 100uF DP XPM5220 DM L1 33uH SW BST VOUT C3 0.1uF PGND C2 220uF 应用 1：单 C 口工作 Version 2.1 第1页 共8页 Copyright©2021, 云矽半导体 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM5220 (文件编号：S&CIC2196) 65W USB PD 等多协议降压芯片 4 概述 XPM5220 是一款集成同步开关的降压转换器，支持多种输出快充协议、支持 USB Type-C 和 PD 等多种快充协议，包括 USB Type-C 和 PD 协议，高通 QC2.0/3.0/3.0+，华 为 FCP/SCP/HVSCP，VOOC 2.0/4.0 协议，联发科 PE，三星 AFC，USB BC1.2 DCP 以及 cn Apple 2.4A 充电规范，为车载充电器、各种快充适配器、智能排插等供电设备提供完 er ch i p. 整的解决方案。 XPM5220 具有自动识别 VIN 输入电压的功能，依据输入电压来调节输出功率。 XPM5220 内置功率 MOS，输入工作电压最高到 31V，输出电压范围是 3.3V 到 21V，能提供最大 65W 的输出功率，能够根据识别到的快充协议自动调整输出电压和 电流。 XPM5220 的输出具有 CV/CC 特性，当输出电流小于设定值，输出 CV 模式，输出 电压恒定；当输出电流大于设定值，输出 CC 模式，输出电压降低。 XPM5220 的输出电压带有线补功能，输出电流增大后会相应的提高输出电压，用 以补偿连接线阻抗引起的电压下降。 XPM5220 支持二次烧录，可实现在线升级。 w w w .s up XPM5220 有多种保护功能，具有输入过压、欠压保护，输出短路、过流保护，过 温保护。 XPM5220 采用 ESOP-8 封装。 Version 2.1 第2页 共8页 Copyright©2021, 云矽半导体 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. 65W USB PD 等多协议降压芯片 XPM5220 (文件编号：S&CIC2196) 5 引脚定义 VOUT 1 VIN 2 8 CC2 7 CC1 SW 3 6 DP BST 4 5 DM p. XPM5220 引脚图（顶视图） 名称 功能描述 1 VOUT 2 VIN 3 SW 4 BST 5 DM 6 DP 7 CC1 ch i 输入电压引脚，靠近 IC，需要放置滤波电容，推荐 100uF。 er DCDC 开关节点，连接电感。 自举电路引脚，紧靠芯片 BST 引脚和 SW 引脚放置 自举电容 0.1uF，为上管栅极驱动提供电压。 USB 快充识别信号 DM。 USB 快充识别信号 DP。 Type-C 检测引脚 CC1。 CC2 PGND Type-C 检测引脚 CC2。 功率地和散热地。 w w w .s 9（EPAD） 输出电压反馈引脚。 up 8 cn ESOP8 Version 2.1 第3页 共8页 Copyright©2021, 云矽半导体 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. 65W USB PD 等多协议降压芯片 XPM5220 (文件编号：S&CIC2196) 6 订购信息 料号 USB Type-C 端口 PDO 和 APDO 配置 QC 配置 PDO:5V/3A, 9V/2.22A XPM5220B PDO:5V/3A, 9V/2.22A, 12V/1.67A Class A PDO:5V/3A, 9V/2.22A, 12V/1.67A APDO1 : 3.3-5.9V/3A APDO2 : 3.3-11V/2A 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 Class A XPM5220BP25 p. XPM5220APS3 0 Class A Class A ch i XPM5220APS2 5 er XPM5220BP Class A PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/2.5A, 15V/2A, 20V/1.5A Class B XPM5220D30 PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/2.5A, 15V/2A, 20V/1.5A Class A XPM5220D35 PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/3A, 15V/2.4A, 20V/1.8A / Class A XPM5220DP30 PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/2.5A, 15V/2A, 20V/1.5A APDO1 : 3.3-11V/3A APDO2 : 3.3-16V/2A PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/3A, 15V/3A, 20V/2.25A Class A w w .s up XPM5220D30A XPM5220D45 XPM5220DP45 PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/3A, 15V/3A, 20V/2.25A APDO1 : 3.3-11V/3A APDO2 : 3.3-16V/2.8A ESOP-8 4K/盘 Class A 可定制 w 可定制 包装 cn XPM5220A Class A 印字说明： 第一行，XPM5220：芯片型号； 第二行，XXXXXX：Lot Number，X：保留信息。 Version 2.1 第4页 共8页 Copyright©2021, 云矽半导体 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. 65W USB PD 等多协议降压芯片 XPM5220 (文件编号：S&CIC2196) 7 规格参数 7.1 极限工作参数(1) 耐压 最小值 最大值 单位 VIN -0.3 38 V VSW -0.3 VIN V VBST VSW-0.3 VSW+6 V -0.3 6 V DM/DP/CC1/CC2 cn 参数 TJ -40 150 ℃ 存储温度 TSTG -65 150 ℃ p. 结温 7.2 ESD 性能 VESDHBM 参数 er 符号 ch i (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。 人体模型 (HBM) 值 单位 ±4000 V 7.3 推荐工作条件 .s 参数 up ESD 测试基于人体放电模型（HBM）。 VIN 典型值 最大值 12/24 单位 V 33 µH CIN 100 µF COUT 220 µF w w L 最小值 w TA -40 125 ℃ 7.4 热阻值 符号 RθJA Version 2.1 参数 结温和周围温度之间的热阻(1) 第5页 共8页 值 单位 40 ℃/W Copyright©2021, 云矽半导体 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM5220 (文件编号：S&CIC2196) 65W USB PD 等多协议降压芯片 7.5 电气特性 如无特殊说明，下述参数均在该条件下测得：VIN=12V, VOUT=5V, L=33uH, Ta=25℃ Parameters Symbol Condition Min Typ Max Unit 同步开关降压转换器 IUVLO VIN=6V 400 uA 静态工作电流 INOSW VIN=12V，VOUT=5V 600 uA 输入欠压锁定上门限 VUVLO_UP VUVLO_DOW 输入欠压锁定下门限 cn VIN 欠压电流 VUVLO_HYS 输入过压保护 VINOVP 输入过压保护迟滞量 VINOVP_HYS 上管导通阻抗 RDSON_H 下管导通阻抗 RDSON_L w w 最小导通时间 w 恒流模式最大输出电流 V 30.5 V 3 V 35 mΩ 25 mΩ 5.05 5.10 V VIN=12/24V，VOUT=9V 9.00 9.09 9.18 V 11.7 VIN=12，VOUT=12V V 12.00 12.12 12.24 V VIN=24V，VOUT=15V 15.00 15.15 15.30 V VIN=24V，VOUT=20V 20.00 20.20 20.40 V VIN=24V，VOUT=12V FOSC 120 kHz DMAX 97 % TON 200 ns 3 A 2 A 1.5 A .s 最大占空比 1.1 5.00 up 工作频率 VOUT V VIN=12/24V，VOUT=5V er 空载输出电压 6.2 ch i 输入欠压锁定迟滞量 V p. N 7.3 ICC VIN=12V/24V， 3.3V≤VOUT≤8.8V VIN=12V/24V， 9V≤VOUT≤11.8V VIN=24V， 12V≤VOUT≤14.8V VIN=24V， 15V≤VOUT≤20V A 输出线补电压 VCOMP 50 mV/A 过温关断温度 TSD 150 ℃ 过温关断迟滞量 TSD_HYS 15 ℃ Version 2.1 第6页 共8页 Copyright©2021, 云矽半导体 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. 65W USB PD 等多协议降压芯片 XPM5220 (文件编号：S&CIC2196) 8 功能描述 8.1 转换效率 cn XPM5220 集成双路低阻抗 NMOS，从而提供较高的转换效率。High-side NMOS 内阻为 72 mΩ，Low-side NMOS 内阻为 31 mΩ。在输入接入 100uF 电解电容，输 出接入 220uF 电解电容，33uH 电感的测试条件下，XPM5220 的转换效率曲线如下 图所示。 p. 97.00% 96.00% ch i 95.00% 94.00% 93.00% 92.00% 90.00% 88.00% 87.00% 0.5 1 .s 0 up 89.00% 1.5 VOUT=5V 2 2.5 3 XPM5220 转换效率曲线 如果需要进一步提升 XPM5220 转换效率，可以采用以下措施： 把 100uF 输入电解电容换成 4 个 22uF 贴片陶瓷电容； 采用低 ESR 电感； 采用多层板 PCB。 提升产品导热性，加快散热。 w w w 1. 2. 3. 4. VIN=24V er 91.00% VIN=12V 8.2 Layout 注意事项 1. 输入滤波电容，尤其是高频去耦小电容要尽可能的靠近输入引脚 VIN 放置，以 提高滤波效果。 2. 电感 L 应当靠近 SW 引脚，以降低电磁噪声。 3. 输出电容 COUT 要靠近电感 L 放置。 4. 输入电容和输出电容的地线连接要尽可能的在一点和系统的地线连接起来。 Version 2.1 第7页 共8页 Copyright©2021, 云矽半导体 富满微电子集团股份有限公司 FINE MADE MICROELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPM5220 (文件编号：S&CIC2196) 65W USB PD 等多协议降压芯片 w w w .s up er ch i p. cn 9 封装尺寸 Version 2.1 第8页 共8页 Copyright©2021, 云矽半导体