El controlador USB PD3.1 integrado APK43070 buck síncrono combina conversión step-down de frecuencia constante con soporte SPR hasta 21 V y EPR hasta 28 V, permitiendo alcanzar 140 W en aplicaciones de carga de uno o varios puertos con menor número de componentes.
El nuevo APK43070 de Diodes Incorporated es un controlador buck síncrono que integra en un único circuito el control de etapa de potencia y un controlador de fuente USB Type-C compatible con Power Delivery 3.1, estándar que define la negociación de potencia en conectores USB-C.
Dicho dispositivo está orientado a cargadores de uno y varios puertos donde la reducción de espacio en placa y de la lista de materiales resulta prioritaria, ya que sustituye la arquitectura tradicional basada en un controlador PD dedicado y un controlador de potencia independiente.
Arquitectura de conversión step-down y soporte PD3.1 hasta 140 W
En el ámbito de la entrega de potencia, el circuito admite el rango estándar SPR con fuente de alimentación programable hasta 21 V y potencias de hasta 100 W, así como el rango extendido EPR con tensión ajustable hasta 28 V, lo que permite alcanzar 140 W en configuraciones de alta potencia.
La sección buck implementa una topología step-down síncrona de frecuencia constante con drivers integrados para MOSFET externos de canal N, lo que facilita el diseño de etapas de potencia eficientes en aplicaciones de carga USB-C.
La frecuencia de conmutación puede configurarse a 125 kHz, 250 kHz, 350 kHz o 400 kHz mediante una resistencia de precisión conectada al pin GPIO3, permitiendo optimizar el compromiso entre tamaño de magnetismos y pérdidas por conmutación.
El controlador admite ciclos de trabajo de hasta 95 % e incorpora un modo VIN DC pass-through que conecta la entrada directamente a la salida cuando la diferencia de tensión es reducida, minimizando así pérdidas innecesarias y mejorando la eficiencia global.
Gracias a que los MOSFET de alto y bajo lado del propio buck gestionan la tensión VBUS, el diseño elimina el MOSFET adicional de conmutación PD por puerto, reduciendo el número de componentes en sistemas multipuerto.
Gestión multipuerto del APK43070 mediante bus I2C
El APK43070 se basa en una interfaz I2C con esquema maestro-esclavo que permite hasta ocho direcciones de puerto compartiendo un único bus sin necesidad de microcontrolador anfitrión.
La dirección I2C se define mediante una resistencia de precisión del 1 % conectada al pin GPIO1, simplificando la ampliación o reconfiguración de puertos en plataformas escalables.
El reparto de potencia entre puertos se gestiona a través del bus I2C, mientras que un mecanismo de interrupción y activación mantiene los dispositivos en bajo consumo hasta que se detecta un evento de conexión, desconexión o fallo.
Los perfiles PDO pueden seleccionarse por resistencia o preasignarse en firmware, y el circuito es compatible con BC1.2 y con Qualcomm Quick Charge 3.0, 4, 4+ y 5.0, además de los protocolos PD3.1.
En materia de protección, integra funciones frente a sobretensión, subtensión, sobrecorriente y sobretemperatura con recuperación automática, supervisando la corriente de salida mediante una resistencia de sensado de 5 mΩ.
El proceso de alta tensión proporciona protección frente a cortocircuitos en VBUS sobre los pines CC1, CC2, DP y DN hasta 30 V, e incorpora detección de humedad en las líneas DP y DN para anticipar posibles contaminaciones del conector.
Por sus características de integración y encapsulado compacto, el controlador resulta adecuado para cargadores de alta densidad de potencia, adaptadores, regletas inteligentes y hubs de alimentación donde el espacio y la optimización de costes de diseño son determinantes.
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