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48V・5A対応のUSB給電制御ICと昇降圧充電ICを発売

この記事のポイント

  1. 実現したこと

    昇降圧充電ICは、直列2~7セルの電池を充電することができる。

  2. 実現の仕組み

    充電ICのSMBus、昇降圧動作、双方向電力伝送を組み合わせ、USBポート制御ICと連携させる。

  3. 得られた結果

    USB PDの拡張電力範囲に対応する電源構成に、USB-IF認証済みの参照設計が用意された。

  4. 従来との違い

    USBポート制御ICと昇降圧充電ICの2製品が販売開始となり、設計に使用できる部品として加わった。

USB Type-C端子からポート制御ICと外付けトランジスターを経て、別の昇降圧充電ICと複数セルの電池へつながる電源回路を描いた手描き風イラスト。
AI生成画像

最大48V・5Aに対応するUSB Type-Cポート制御ICと、直列2~7セルの電池を扱う昇降圧充電ICが発売された。ポート側の給受電制御と電池側の電力変換を別々のICが担い、USB PDの拡張電力範囲に対応する構成を組み合わせて提供する。

48V・5Aのポートで給電と受電を制御

ルネサス エレクトロニクスは、USB Type-Cポート制御ICのRAA489400と昇降圧充電ICのRAA489118を組み合わせる電源ソリューションを投入した。対象はUSB PDの拡張電力範囲を示すEPRで、ポート制御ICは電源線のVBUSで最大48V・5Aに対応する。

ポート制御ICは、受電側と給電側の電源経路用ゲートドライバーを内蔵する。これらのドライバーは外付けのNチャネルFETを使い、USB端子側で電力を受け取る経路と送り出す経路を制御する。

電池側は直列2~7セルと30Vの電圧変換に対応

電池側を担う充電ICは、直列2~7セルの充電に対応する。電圧レギュレーターとしても動作し、この動作では入力と出力がそれぞれ30Vに対応する昇降圧機能を使う。48V・5Aはポート制御ICのVBUS仕様であり、充電ICの入出力仕様とは区別される。

充電ICは制御用インターフェースのSMBusも備える。ルネサス エレクトロニクスによると、このインターフェースを昇降圧動作および双方向電力伝送と組み合わせることで、ポート制御ICなどと連携できる。

固定周波数方式とヒステリシス方式を組み合わせるR3制御

充電ICの電力変換には、R3という独自の制御方式を採用する。R3は、固定周波数方式とヒステリシス方式のPWMの特徴を組み合わせる。ルネサス エレクトロニクスは、この制御によって可聴ノイズのない動作と高速な動的応答を実現するとしている。

認証済み参照設計と設定ツールを提供

この電源構成には、USB-IF認証済みの参照設計が用意されている。個々のICだけでなく、認証を受けた設計を組み込み時の参照に使うことができる。

2製品は12月10日に販売を開始した。設計の設定に使うVIDWriterツールと、充電器用GUIソフトウェアも提供されている。