USB PD（Power Delivery）是基于USB Type-C的一种电源供电标准，最大供电功率可达100W，当前正从手机、平板电脑、笔记本电脑市场，逐渐向显示器、新能源汽车、电动工具、IoT设备等市场迈进。以手机为例，IDC发布的最新数据显示，2020年全球智能手机出货量达12.9亿部，其中便有2.061亿部iPhone兼容USB PD3.0快充标准。

 

然而，USB PD的高功率输送和紧凑的几何形状常常为USB Type-C带来一些特有的安全挑战。为此，圣邦微电子日前面向手机、平板电脑、电子书、笔记本电脑市场，推出了一款5A单向USB PD高压侧开关芯片SGM2539。该芯片具有欠压锁定（UVLO）、过压锁定（OVLO）、反向电流保护（RCP）和过热保护（OTP）等功能，可在发生故障时自动关闭并断开与终端的连接，其VBUS引脚在关断时可承载高达29V的电压（VINT引脚为26V）。当设备具有两个以上Type-C端口或在传统适配器与Type-C端口共存的情况下，SGM2539可防止高压电源向低压电源倒灌。

 

SGM2539的过压保护阈值默认为23V，可通过连接到OVLO引脚的外部电阻分压器进行更改。为了限制浪涌电流，在开关启动之前会依次经历15ms的去抖动和软启动时间。

 

SGM2539的工作电压为2.5V至20V。它通常用于控制连接到系统USB端口的源端设备的功率传输，并提供必要的保护功能。对于USB PD应用，如手机、平板电脑或笔记本电脑，当设备有多个供电口时，SGM2539可保证较高电压的电源为后级电池充电路径供电。

 

图1 SGM2539典型应用电路

 

SGM2539采用绿色WLCSP-2.56×1.54-15B封装，可在-40℃至+85℃温度范围内正常工作。

 

SGM2539典型特征

 

●    2.5V至20V宽工作电压范围；

●    高达5A的连续输出电流；

●    VBUS引脚可承载高达29V电压（VINT引脚为26V）；

●    低导通电阻：28mΩ（典型值）；

●    过压锁定可调节；

●    电压转换率可调，用以减小浪涌电流；

●    两级反向电流保护；

●    保护电路：

     ○ 过温保护（OTP）；

     ○ 过电压保护（OVP）；

     ○ 欠压锁定（UVLO）；

     ○ 所有条件下的反向电流保护（RCP）；

     ○ 绿色WLCSP-2.56×1.54-15B封装。

 

SGM2539核心特点

 

●    高耐压。如前文所述，SGM2539 VBUS引脚在关断时可承载高达29V的电压（VINT引脚为26V）。如果VVBUS过高且超过VOVLO阈值，即使此时启动输入（nEN）处于较低状态，设备也会被禁用，开关将随之关闭；当VVBUS下降到VOVLO以下且没有其他有效保护时，开关将再次跟随nEN状态。

●    15ms延迟去抖。在SGM2539开启前，nEN将提供15ms延迟时间去抖动，以便在nEN信号出现反弹的情况下提供干净的启动。

●    反向电流保护反应时间短。SGM2539在任何情况下都具有防止反向电流的保护作用。如果开关输出电压（VVINT）超过输入电压（VVBUS）45mV，反向电流保护将被激活。如果差值小于120mV，反向电流保护将在4.2ms尖峰脉冲时间后关闭开关；如果差值大于120mV，则立即关闭开关。

●    对具备双电源的任意应用均适用。如果应用系统有两个USB PD端口，那么反向电流保护功能将允许使用这两个端口，SGM2539会防止高压的PD端口向低压或无电的PD端口泄露。

●    保护接口部件的安全。可控的缓起时间可减小对入口连接器、电容及前端线缆的冲击。

 

 

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