El APK43070Q es un controlador buck síncrono con controlador de fuente USB PD3.1 integrado para diseños de carga USB Type-C de alta potencia en automoción.
El nuevo APK43070Q de Diodes es un controlador buck síncrono que combina la etapa de control de conversión DC-DC con un controlador de fuente USB PD3.1, es decir, USB Power Delivery 3.1, para puertos de carga USB Type-C en vehículos.
Orientado a módulos de carga de uno o varios puertos, el dispositivo opera con una entrada de 4 a 36 V, por lo que puede integrarse en arquitecturas electrónicas de automoción con variaciones relevantes de tensión.
Además, el circuito soporta EPR, Extended Power Range, y AVS, Adjustable Voltage Supply, hasta 28 V, junto con SPR, Standard Power Range, y PPS, Programmable Power Supply, hasta 21 V.
Con estas funciones, el componente permite desarrollar puertos USB Type-C capaces de suministrar hasta 140 W, una cifra alineada con cargadores integrados para equipos portátiles, periféricos y dispositivos electrónicos de consumo empleados en el entorno del vehículo.
Arquitectura de conversión DC-DC en el APK43070Q
La sección de potencia utiliza un controlador reductor síncrono de frecuencia constante con elevada capacidad de excitación, tiempo muerto optimizado y tensión de puerta aumentada para gobernar MOSFET, transistores de efecto de campo metal-óxido-semiconductor, externos de canal N.
Por tanto, el diseñador puede seleccionar los MOSFET externos en función de la eficiencia, el comportamiento térmico y los requisitos eléctricos del módulo final.
En concreto, la compatibilidad con el modo de paso directo de alimentación VIN DC ayuda a mejorar la eficiencia del convertidor cuando la arquitectura del sistema permite utilizar esta ruta de energía.
Asimismo, el MOSFET de lado alto puede actuar como interruptor VBUS, lo que elimina la necesidad de un interruptor adicional de salida y simplifica el esquema eléctrico del puerto.
Control USB PD3.1 y reparto inteligente de potencia
La integración de una interfaz I2C, Inter-Integrated Circuit, con esquema de direccionamiento controlador/objetivo facilita la comunicación interna del sistema sin añadir complejidad innecesaria a la electrónica de control.
Por otro lado, el reparto inteligente de potencia puede aplicarse hasta en ocho puertos USB Type-C mediante selección por resistencias, sin requerir un MCU, microcontrolador, externo.
Esta aproximación resulta relevante en plataformas multipuerto, ya que reduce el número de circuitos auxiliares y permite una arquitectura más compacta para módulos de carga integrados en consola, panel o zona trasera del vehículo.
Desde el punto de vista del diseño electrónico, la combinación de controlador buck y lógica USB PD3.1 en un único circuito integrado reduce interconexiones entre bloques funcionales y simplifica la validación de la etapa de alimentación.
Protecciones eléctricas para carga USB Type-C en automoción
El APK43070Q incorpora protección frente a sobretensión, sobrecorriente, subtensión y sobretemperatura, además de detección de humedad en el conector.
También los pines CC1/CC2 y DP/DN toleran eventos de cortocircuito a VBUS de hasta 30 V, lo que ayuda a proteger el sistema ante fallos accidentales en el puerto o en el cable conectado.
En consecuencia, el dispositivo responde a las necesidades de fiabilidad de diseños de carga embarcados, donde las condiciones eléctricas pueden variar por el uso del vehículo y por la conexión frecuente de distintos equipos.
Para ampliar información sobre soluciones relacionadas, puedes consultar nuestro monográfico Especial Fuentes de alimentación, donde recopilamos diferentes alternativas disponibles.
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