elmos高可靠性、多功能保护的车载USB充电器解决方案

德国多特蒙德，艾尔默斯公司（elmos）日前宣布推出一款高可靠性、具备多功能保护、宽电压输入范围、高达2kV ESD保护的车载USB充电器解决方案－E522.41。该芯片符合USB2.0规范和AEC-Q100标准，是一款集成了降压型开关电源和USB数据保护功能的汽车级芯片。支持所有符合BC1.2（电池充电规范修订1.2）的下行负载充电，同时也支持目前大多数已知的USB充电器规范。除此之外，芯片还为用户预留了更多个性化的配置端口网络，给客户带来更多个性化的选择。考虑到实际应用过程中的线路损耗，在芯片外部设计了一个电流取样电阻，该电阻可以对充电电流进行实时采样，从而实现对线路损耗的补偿功能。

芯片设计有I2C接口，通过这个接口，E522.41可以和外部单片机实现通信功能。同时，也正是有了这个端口，单片机可以对E522.41的系统工作状态以及故障诊断功能进行实时管理。特别是通过I2C，单片机可以识别USB充电器的输出电流和电压的瞬时值，从而对充电器的工作状态进行实时调节。通过芯片引脚ADR，可配置三个不通的I2C系统地址。除了单片机可以配置E522.41的工作状态以外，在一些低成本的应用方案中，可以完全去掉单片机部分，把E522.41配置成单机工作模式。

E522.41自带的高效降压型开关电源(Switched Mode Power Supply，SMPS) 可对外提供5V±3% ，最高可达2.5A的充电电流。它的输入电压范围从6V~32V,并且瞬时可以承受42V的过电压冲击。开关电源有四种不通的开关频率可选，分别是250kHz, 500kHz, 1MHz 以及2MHz。在主－从模式下，这些开关频率还可以通过锁相环和外部设备实现±25%频率同步。另外，可以激活芯片的轻载诊断以及展频功能来显著提高EMC性能。

值得一提的是，芯片在开发之初就瞄准了汽车电子应用领域对产品的高可靠性要求。相比同类的其他产品，以下这些优点尤为突出，如ISO7637规定的输入端脉冲干扰，USB充电器输出对地短路和对电源短路的保护，以及数据线的短路保护。对充电器的输出电源实现过压、欠压的保护,实时监测内部电压基准以及温度信息实现过热保护。E522.41内部所有的故障和保护信息一方面可以通过I2C接口传到外部单片机。同时，当发生芯片内部错误的时候，芯片的INTB引脚的也被拉低，作为中断输出，提供给到外部的单片机进行后续处理。

E522.41目前采用QFN20L5的封装方式，已经通过汽车AEC-Q-100 的认证，使用的环境温度范围从-40℃ ~105℃

主要特性：

输入电压范围6V~32V(瞬时42V)；
可选开关频率：250kHz, 500kHz, 1MHz或2MHz,最高占空比100%，和外部设备可实现同步；
USB充电器固定5V±3%输出电压，七档可选线路补偿功能；
可编程输出电流范围：0.5/1A/1.5A/2.5A ，以及可选的输出限流模式和调节模式；
I2C接口可配置不同工作模式以及故障诊断功能；
兼容USB2.0高速接口，并提供数据端口保护功能；
外部单片机唤醒USB功能；
可配置成SDP或BC1.2 CDP下行负载充电模式、DCP以及用户定义的USB充电器模式；
数据线和充电器电源线对地和对电源保护，过压/欠压、以及过热保护。