XPD545 FUMAN | Alldatasheet
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深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD545 (文件编号：S&CIC1624) USB Power Delivery 控制器 Version 1.0 第1 页 共11 页 Copyright©2017, 云矽半导体 1 特性 支持USB Type -C 协议 - 配置为DFP（Source） - 广播3A 电流 支持USB Power Delivery（PD）3.0 协议 - 集成完整PD3.0 分层通信协议 - PDO 电压：5V，9V，12V，15V - PIN 选功率高至45W 支持Quick Charge 3.0/2.0 协议 支持华为FCP/SCP 协议 支持三星AFC 协议 支持MTK PE+协议 支持USB BC1.2 DCP 支持Apple 2.4A 充电规范 集成VBUS 通路低阻抗功率开关管 VBUS Discharge 功能 支持NTC 待机功耗20 A 安全性 - 过压/欠压保护 - 过流保护 - 过温保护 CC1/CC2/DP/DM 过压保护 ESD 特性 - CC1/CC2/DP/DM > 8KV - Others > 2KV Package: 5.00mm × 4.40mm TSSOP16 2 应用 AC-DC 适配器 USB 充电设备 3 应用简图 XPD545 CC2 CC1 VPWR DP DM SHDN FBO DSCG GND VBUS USB TYPE-C Power Supply VAUX Feedback NTC RFBUP RDSCG CVBUS CVAUX
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD545 (文件编号：S&CIC1624) USB Power Delivery 控制器 Version 1.0 第2 页 共11 页 Copyright©2017, 云矽半导体 4 概述 XPD545 是一款集成 USB Type-C、USB Power Delivery（PD）3.0、QC3.0/2.0 CLASS A 快充协议、华为FCP/SCP 快充协议、MTK PE+快充协议、三星 AFC 快充协议、BC1.2 DCP 以及苹果设备2.4A 充电规范的多功能 USB 端口控制器, 为 AC-DC 适配器、移动电源、 车载充电器等设备提供完整的 USB Type-C 端口充电解决方案。 XPD545 内置的 TYPE-C 协议可以支持 TYPE-C 设备插入自动唤醒系统， 智能识别插头 的正插与反插，实现连接。集成的 TYPE-C PD3.0 协议支持双向标记编码（BMC），集成 硬件的物理层协议和协议引擎，无需软件参与编解码。 XPD545 可以通过PIN PSEL 灵活设置输出的功率等级，包括18W/24W/30W/36W/45W。 XPD545 通过一路可 Sink/Source 的电流源，连接到AC-DC 或 DC-DC 的反馈引脚实现 动态调节电压的功能，不管是启动还是调压过程，都具备软启动/调压功能，实现电压 平顺过渡。 XPD545 内建多种保护机制确保设备安全：包括动态过压/欠压/过流保护（可根据设 备请求的工作电压/电流按照比例调整保护点）；芯片内部过温和 NTC 过温（NTC 过温 会关闭快充）；启动监测（VBUS 输出前会监测端口电压是否处于安全状态）；DP/DM 和 CC1/CC2 过压保护。此外，这些错误发生时 FAULT 端口都会指示。 XPD545 集成 25mΩ VBUS 通路功率开关管和 6Ω 的放电开关，节省了外围器件，在 发生错误时也可以更快关闭输出并恢复到安全状态。 XPD545 具备良好的功耗管理策略，在无设备插入时自动进入休眠模式，此时待机 功耗仅20uA，设备插入后可以及时唤醒进入正常工作状态。 XPD545 有良好的 ESD 特性，HBM 模型超过 2kV。特别针对连接到端口的 PIN （DP/DM/CC1/CC2）做加强处理，HBM 模型 ESD 达到 8kV 以上。 XPD545 采用 5.00mm × 4.40mm TSSOP-16 封装形式。
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD545 (文件编号：S&CIC1624) USB Power Delivery 控制器 Version 1.0 第3 页 共11 页 Copyright©2017, 云矽半导体 5 引脚定义 XPD545 CC2 CC1 VAUX VPWR DPDM VPWR FAULT PSEL SHDN FBO DSCG NGATE GND VBUS VBUS 引脚 名称 描述
1 VBUS VBUS 输出
2 VBUS VBUS 输出
3 DSCG VBUS 电流泄放端口
4 FAULT 错误指示，开漏输出
5 PSEL XPD545：PDO 广播功率选择
6 SHDN NTC 过温保护（禁止快充）
7 FBO 电压调节端口（接到系统电压反馈点）
8 DM USB DM
9 DP USB DP
10 CC1 Type-C 检测引脚CC1
11 CC2 Type-C 检测引脚CC2
12 GND 接地
13 VAUX 内部电源（接1uf 电容）
14 NGATE NMOS switch 驱动（外接NMOS 时用）
15 VPWR 电源输入
16 VPWR 电源输入
6 订购信息 料号 印字 特性 封装 XPD545 XPD545 XXXXXX 最高至45W 输出功率 TSSOP16 印字说明： 第一行，XPD545：芯片型号； 第二行，XXXXXX：Lot Number。
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD545 (文件编号：S&CIC1624) USB Power Delivery 控制器 Version 1.0 第4 页 共11 页 Copyright©2017, 云矽半导体 7 规格参数 7.1 极限工作参数(1) 参数 最小值 最大值 单位 耐压（对GND） NGATE,VBUS, VPWR, DSCG -0.3 18 V V(NGATE)–V(VBUS) -0.3 7 V 其他 -0.3 6 V 结温 -40 150 存储温度 -65 150 (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。
7.2 ESD 性能
符号 参数 值 单位 VESD CC1/CC2/DP/DM ±8000 V Others ±2000 V ESD 测试基于人体放电模型（HBM）。 7.3 推荐工作条件 参数 最小值 典型值 最大值 单位 VPWR 输入电压 4.5 15 V RDSCG 放电限流电阻 50 200 Ω CVAUX VAUX 电容 0.1 2.2 µF CVBUS VBUS 电容 2.2 10 µF RFBUP 系统电压分压电阻 100 kΩ TA 工作环境温度 -40 85 7.4 热阻值 符号 参数 值 单位 RθJA 结温和周围温度之间的热阻(1) 100 /W RθJCtop 结温和封装外壳表面温度之间的热阻 36 RθJB 结温和板温度之间的热阻 45
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD545 (文件编号：S&CIC1624) USB Power Delivery 控制器 Version 1.0 第5 页 共11 页 Copyright©2017, 云矽半导体 7.5 电气特性 如无特殊说明，下述参数均在该条件下取得：TJ= 25℃，5V≤VPWR≤15V， VAUX 并联1uF 电容 参数 测试条件 最小 典型 最大 单位 芯片供电相关（VPWR，VBUS） VVPWR_TH VPWR UVLO 门限 Rising edge 3.7 V Falling edge 3.4 Hysteresis 0.3 VVBUS_TH VBUS UVLO 门限 Rising edge 4.45 V Falling edge 3.9 Hysteresis 0.55 IVPWR 待机电流 VPWR=5V，CCx open 20 uA ISUPP 典型工作电流 VPWR=5V，VBUS=5V 2 mA Voltage Protection (VBUS) VFOVP Fast OVP 门限， always enabled Ref to target voltage +20% V VSOVP Slow OVP 门限 Ref to target voltage +15% V VSUVP VBUS UVP 门限 Ref to target voltage -22% V VAUX VVAUX Output voltage 0 ≤ IVAUX ≤IVAUX_EXT 3.65 V IVAUX_EXT External load allowed 5 mA Discharge (DSCG) Fast discharge ON state (linear) Internal switch 6 Ω Slow discharge ON state (saturation) Internal resistor 1000 Ω Switch MOSFET RDSON 25 mΩ NMOS gate driver (NGATE, GDNS) INGATEON Sourcing current 0V ≤ VGDNS ≤ 25V, 0V ≤ VNGATE - VGDNS ≤ 6V 10 uA VNGATEON Sourcing voltage (VNGATE - VGDNS) 0V ≤ VGDNS ≤ 25V, INGATEON ≤4uA 4 6 V Transmitter (CC1, CC2) RTX Output resistance During transmission 50 Ω VTXHI Transmit HIGH 1.25 V VTXLO Transmit LOW -75 75 mV tUI Bit unit interval 3.3 us tBMC Rise/fall time of BMC Rload=5.1k,Cload=1nF 300 600 ns Receiver (CC1, CC2) VRXHI Receive HIGH 800 840 885 mV VRXLO Receive LOW 485 525 570 IRP_SRC CC1/CC2 3A DFP mode, 0 304 330 356 uA
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD545 (文件编号：S&CIC1624) USB Power Delivery 控制器 Version 1.0 第6 页 共11 页 Copyright©2017, 云矽半导体 Broadcasting current 1.5A DFP mode, 0 166 180 194 uA VOVP_CC CC1/CC2 过压保护 阈值 5.5 V OCP (ISEN, VBUS) VITRIP Shunt voltage when OCP tripped Ref to Power Capability(pd) +30% A OTP (internal) TJ1 Die temperature Temperature rising edge 125 135 145 ℃ Hysteresis 20 ℃ SHDN VOTPDET External OTP based on NTC Temperature rising edge 0.3 VVAUX Hysteresis 0.1 VVAUX HVDCP interface (DP, DM) VDAT(REF) 数据线检测电压 0.25 0.325 0.4 V VSEL(REF) 输出电压选择 1.8 2 2.2 V TGLITCH(DP)HIGH D+高电平扰动滤 波时间 1 1.25 1.5 s TGLITCH(DM)LOW D-低电平扰动滤 波时间 1 ms TGLITCH(V)CHANGE 输出电压扰动滤 波时间 20 40 60 ms TGLITCH(CONT)CHANGE 连续模式的扰动 滤波时间 100 150 200 us RDAT(LKG) D+漏泄电阻 300 500 800 KΩ RDM(DWN) D-下拉电阻 14.25 19.53 24.5 KΩ RON(N1) 开关N1 导通电阻 40 100 Ω VTH(PD) 受电设备连接检 测电压阈值 0.25 0.325 0.4 V TDPD 受电设备连接检 测滤波时间 120 160 200 ms ΔIT(UP) 电压升高时电流 源阶跃步长 RIREF=100KΩ 2 uA ΔIT(DO) 电压降低时电流 源阶跃步长 RIREF=100KΩ 2 uA VOVP_DPDM DP/DM 过压保护 阈值 5.5 V Apple 2.4A 充电模式 VDAT(2.7V) D+/D-数据线电压 2.57 2.7 2.84 V RDAT(2.7V) D+/D-数据线输出 阻抗 15 KΩ FCP 充电模式 VTX-VOH D- FCP TX Valid High 2.7 V VTX-VOL D- FCP TX Valid Low 0.3 V
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD545 (文件编号：S&CIC1624) USB Power Delivery 控制器 Version 1.0 第7 页 共11 页 Copyright©2017, 云矽半导体 VRX-VIH D- FCP RX Valid High 1.2 V VRX-VIL D- FCP RX Valid High 0.9 V Trise FCP Pulse Rise Time 10% - 90% 2.5 us Tfall FCP Pulse Fall Time 90% - 10% 2.5 us 8 功能描述
8.1 PDO 广播配置
XPD545 利用 PIN PSEL 连接不同电平来设置 DFP 端所提供的功率等级，共有 18W， 24W，30W，36W 和45W 五种不同PDO 集合设置， 分别对应PIN PSEL 连接到GND，1/3VAUX 分压点，悬空，2/3VAUX 分压点和 VAUX。 PSEL GND (18W) 1/3*VAUX (24W) Floating (30W) 2/3*VAUX (36W) VAUX (45W) 5V 3A 3A 3A 3A 3A 9V 2A 2.5A 3A 3A 3A 12V 1.5A 2A 2.5A 3A 3A 15V - - 2A 2.5A 3A PSEL 端口说明： 200k 200k PSEL ADC VAUX 端口PSEL 在内部为 200k 电阻对 VAUX 进行分压，外部设定 1/3 和 2/3 VAUX 的时候 需考虑内部电阻的影响。
8.2 Discharge 功能
为了确保电压变化或者异常保护下 VBUS 的电压在规定时间内满足 PD 要求，XPD545 具有Discharge 功能， 使用Discharge 功能必须在DSCG 和VBUS 之间串联一个限流电阻， 推荐值为50-100Ω（VBUS 并联10uF 电容情况下,推荐使用1/4 W 或更高功率封装电阻）。
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD545 (文件编号：S&CIC1624) USB Power Delivery 控制器 Version 1.0 第8 页 共11 页 Copyright©2017, 云矽半导体 VBUS DSCG XPD545 50~100Ω
8.3 FBO
XPD545 通过 FBO Source/Sink 电流（2uA/step）来实现调压，因而 FBO 需接入系统 电压反馈点（Rup 必须为 100k）。 VPWR Rup=100k Rdown FBO XPD545Feedback voltage
8.4 SHDN 配置
SHDN 可用来关闭快充功能（拉低）或是外接 NTC 来实现高温关闭快充（触发点为 0.3VAUX）。
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8.5 FAULT 指示
XPD545 在发生过压、过流或者过温等异常情况的时候，FAULT 端口会下拉。 VAUX FAULT XPD545
8.6 NGATE
对于存在VBUS 电压高于 VPWR 的应用，在输出处串联一个 NMOS 开关可避免电流 倒灌问题，外接串联 NMOS 使用 NGATE 来驱动。
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD545 (文件编号：S&CIC1624) USB Power Delivery 控制器 Version 1.0 第10 页 共11 页 Copyright©2017, 云矽半导体 XPD545 VPWR VBUS Driver NGATE VOUT
8.7 LAYOUT 注意事项
- VAUX 到地电容尽量靠近PIN。 2. 尽量避免 FBO 连线受到干扰。 3. Discharge 限流电阻需考虑功率耗散能力。 4. SHDN 不能悬空,若不使用该功能要将其接到 VAUX。 5. 若不使用 NGATE 功能,NGATE 需悬空。
深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. XPD545 (文件编号：S&CIC1624) USB Power Delivery 控制器 Version 1.0 第11 页 共11 页 Copyright©2017, 云矽半导体 9 封装尺寸