慧能泰HUSB238A EPR 36V/48V电动车取电方案

广东，中国有自己的亚马逊雨林，

近两个月广州50多天只有7天没下雨,

身处深圳的我此刻才真正理解了“深漂”的含义

广东间歇性晴天，持续性下雨，已经两个多月，接下来还将会持续下去。不仅如此，广东的雨还自带预判功能：上下班下雨，周末下雨。电动车+雨衣成为了广东打工人的日常穿搭。

打工人狠狠破防了：急需一辆马力十足，充电高效、安全、稳定的电动车。毕竟在广东，既当车又当船，充电功能得稳定，那取电芯片性能就得靠谱，比如搭载慧能泰PD Sink HUSB238A。

图1:HUSB238A Demo及封装图

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

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点击链接回顾之前的内容。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：

应用场景01

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：

01将HUSB238A Pin8 ADDR/ORIRENT 下拉至GND,芯片配置为I2C 模式；

02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;

03MCU在5V供电后通过I2C将 Reg0x02[3] = 1b Enable（7s内），HUSB238A与电源握手EPR 28V；

04MCU可再通过操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11010b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 请求EPR 36V；

05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02

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；

图3：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：

01将HUSB238A Pin8 ADDR/ORIRENT 下拉至GND,芯片配置为I2C 模式，MCU 使能 HUSB238A I2C Enable bit;

02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；

03MCU可再通过操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11010b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 请求EPR 36V；

04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：

图4：支持EPR的线连接一个 240W电源（支持48V/5A）, 其与电源握手EPR 28V

图5：MCU通过操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11010b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 请求EPR 36V

图6：通过操控I2C SRC_PDO Reg0x19[7:3] = 11100b, GO_COMMAND Reg0x18[4:0] = 00001b, 请求EPR 48V

图7：EPR 48V EPR 36V

图8：EPR 36V EPR 28V

关于慧能泰半导体

深圳慧能泰半导体科技有限公司是一家专注于智慧能源控制技术的公司，主要面向智能快充和数字能源领域，提供高性能数模混合芯片产品。公司总部设立在深圳前海，同时在上海、浙江杭州、美国加州设有研发中心。慧能泰的核心研发团队来自国内外顶尖半导体公司，拥有强大的研发创新能力。公司现已获多项授权专利，拥有独立自主知识产权，并于2020年被评为“高新技术企业”，2023年获评国家级专精特新“小巨人”企业。

目前，慧能泰已完成了围绕USB Type-C生态链的整体产品布局，开发并量产了多款产品：供电端的多系列PD Source协议芯片，受电端的高性能PD Sink(PD 诱骗芯片)、Type-C端口控制器（CC Logic），线缆端的USB eMarker（电子标签芯片）。成立以来，慧能泰连续推出多款业界领先的产品并广受市场欢迎。公司芯片出货量逾3.5亿颗，标杆性客户有联想、小米、三星、HP、贝尔金和努比亚等。同时，慧能泰也致力于提高能源利用效率、研究能源控制技术，借助自身的技术研发优势，面向ICT（通信服务器）、数据中心、光伏逆变器、储能等工业应用，研发数字电源控制芯片、高压驱动芯片、电源转换芯片和模块等产品。

慧能泰半导体肩负着“芯智慧 芯能源，共建绿色未来”的使命，立志成为业界领先的智慧能源控制技术供应商。