關(guān)于多機(jī)用戶的電源需求的分析和介紹

作為一家即將年滿 20 歲的電源IC設(shè)計公司，立锜的北冥神功還是練得不錯的，隊伍越來越龐大，技術(shù)也越來越精湛，標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品如 LDO、DC/DC、電子開關(guān)、DDR 總線終端匹配器等就像凌波微步一樣在各種條件下都能找到應(yīng)用機(jī)會，確保在任何情況下都能生存，而像我們上期介紹到的RTQ7880-QT這樣的多功能產(chǎn)品則像六脈神劍一樣能在新應(yīng)用中過關(guān)斬將，既能利益到客戶，也能利益到自己。

實(shí)際上，RTQ7880-QT 是 RT7880 的車用版本，它通過了 AEC-Q100 Grade 2 級認(rèn)證，能夠在 -40℃ ~ +105℃ 的寬闊溫度范圍內(nèi)長期穩(wěn)定地工作，為應(yīng)用提供了極高的可靠性保證，是車用充電器設(shè)計的最佳選擇，我能把它與六脈神劍聯(lián)系在一起，也確實(shí)是它具備這樣的江湖地位，業(yè)界至今也沒有能夠和它相提并論的產(chǎn)品出現(xiàn)，想不笑傲江湖一段時間似乎也是做不到的，只能看著它建功立業(yè)了。

作為一個通用的版本，RT7880 出現(xiàn)于世的時間要更久一些，下圖所示的產(chǎn)品類別里可以發(fā)現(xiàn)它的應(yīng)用機(jī)會：

A、C口兼具的雙口充電器，一個端口為 USB-A 型，一個端口為 USB-C 型，專為可能同時使用電腦和手機(jī)的消費(fèi)者準(zhǔn)備，用戶可以用它的一個端口為手機(jī)充電（支持快充），另一個端口為筆記本電腦供電。作為設(shè)計者，我們必須考慮到用戶的實(shí)際需求，手機(jī)和電腦單獨(dú)或同時出現(xiàn)都是有可能的，而且各種手機(jī)和電腦的電源需求并不相同，不同的使用狀態(tài)下也會有不同的需要出現(xiàn)，這就要求電源的每一個端口都是智能化的，電壓和電流的輸出都能自動根據(jù)實(shí)際的場景進(jìn)行變化，既能讓手機(jī)、電腦實(shí)現(xiàn)最快速度的充電，又不至于超出電源本身的最大功率限制，于是便有這樣的解決方案出現(xiàn)于世：

這個方案的兩個輸出，一個是用 RT7207 來控制的，一個是用 RT7880 來控制的，一次側(cè)的控制器則是 RT7752。

關(guān)于 RT7207，在我微信朋友圈里的很多朋友都見識過，電源網(wǎng)和充電頭網(wǎng)發(fā)布的很多拆解文章中都出現(xiàn)了它的身影，雖然立锜人沒有同樣的說法，但充電頭的文章中就直接稱它為單片機(jī)了，這是因?yàn)樗_實(shí)就是一款以 32 位 ARM Cortex-M0 為核心的 MCU，只因外圍加入了完成同步整流、USB Type-C 接口控制和 USB PD 協(xié)議的硬件部分，因而被立锜稱為 “USB PD Type-C Controller for SMPS”，這樣就從名稱上把它的主要應(yīng)用領(lǐng)域限定在了開關(guān)電源之中，但它實(shí)際上真的就是一款單片機(jī)，現(xiàn)實(shí)中已經(jīng)有用戶把它用在了不同端口間協(xié)議轉(zhuǎn)換的應(yīng)用中，純粹就是當(dāng)作單片機(jī)來使用的，與開關(guān)電源一點(diǎn)關(guān)系都沒有。之所以會出現(xiàn)這樣的狀況，我覺得是受到了立锜人自己的思維限制，他是做電源管理的，當(dāng)他把自己定義為 “Your power partner” 的時候，出發(fā)點(diǎn)便是 power，但沒有想到他的終點(diǎn)或是路過的站點(diǎn)卻也可以是其他地方，在那些地方它一樣可以很 power，只是此 power 非彼 power 而已。

在網(wǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)并且我也讀過的拆解文章中，RT7207 的伴侶都是 RT7786，一款已經(jīng)累積了數(shù)千萬出貨的 PD 開關(guān)電源一次側(cè)控制器，今天的圖片中出現(xiàn)的則是 RT7752。從外觀上看，RT7786 是 8 條腿的 SOP-8 封裝，RT7752 則是SOT-23-6 的小封裝。說起小封裝，我想起多年前在總部聽這個產(chǎn)品的 TME 說公司里的某某某是世界上第一顆 6 腳封裝的 PWM 控制器的發(fā)明人，又是某某產(chǎn)品的發(fā)明人，看起來這是他和他的團(tuán)隊又一次發(fā)威了，這樣的東西是否可以算作黑科技還真的不好說，但從使用 RT7786 時的全系統(tǒng)需要 92 顆器件降低到 65-75 顆器件來看，還真是有點(diǎn)這樣的嫌疑。

上圖所示的 PD 電源板是用 RT7752 和 RT7207 構(gòu)成的，最大輸出為 5.5V4.5A，使用了 65 顆元件，單板實(shí)現(xiàn)，變壓器下無元件，可以全自動化生產(chǎn)，成本極其低廉，其 PCB 設(shè)計如下圖所示：

使用 RT7752 和 RT7207 構(gòu)成的 PD 電源的輸出電壓是可以根據(jù)需要隨時改變的，如果這時候要增加一個同樣采用 PD 協(xié)議的輸出，顯然必須使用 Buck-Boost 轉(zhuǎn)換器才能從任意變化的電壓中得到也可任意變化的輸出電壓，這就是 RT7780 發(fā)揮作用的機(jī)會了，于是就有了前面給出來的系統(tǒng)圖。由于 RT7780 和 RT7207 都是含有 MCU 的單片機(jī)設(shè)計，它們都有富余的 GPIO 端子可以構(gòu)成相互溝通的渠道，所以可以相互溝通自己需要的電壓、電流、功率等規(guī)格并進(jìn)行計算，使得最后的輸出既能滿足各自負(fù)載的需求，又不至于讓總的功率超出變壓器和其他功率器件的限制，最后得到一個皆大歡喜的結(jié)果。