USB Type-C™ 규격대응으로 100W의 대전력 공급 제어

USB Type-C™커넥터로 「USB Power Delivery (이하 USB PD)」를 실현하는 전력 공급 컨트롤러 IC 「BD93FxxMWV / BD93ExxGWL 시리즈」입니다.
「BD93FxxMWV / BD93ExxGWL 시리즈」는 USB Type-C™규격 Rev1.3과 USB PD 규격 Rev3.0에 대응하여, 최대 100W (20V / 5A)까지의 전력 공급이 가능합니다.
이에 따라 기존의 USB로는 전력 공급이 어려웠던 노트북 및 TV 등의 대전력 기기를 USB를 통한 전력 공급으로 구동할 수 있습니다. 또한, 대전력 공급을 활용하여, 배터리 급속 충전에도 대응 가능합니다.
MAP QFN 패키지를 채용한 「BD93FxxMWV 시리즈」와 CSP 패키지로 스페이스 절약이 가능한 「BD93ExxGWL 시리즈」가 있습니다.
USB PD를 필요로 하지 않는 최대 15W (5V / 3A)까지의 USB Type-C 전력 수급 시에는, 전력 수급 능력 판정 · 충전 스위치 제어 IC 「BD91N01NUX」가 최적입니다.

FAQ

Q. USB Type-C™란?
A. USB 커넥터, 케이블의 신 규격. 기존의 USB 커넥터, 케이블과 달리 Host 측 / Device 측의 구별없이 사용이 가능하며, 커넥터 형상도 소형으로 앞뒤의 구분이 없는 것으로 통일되어 있습니다.
Q. USB Power Delivery란?
A. USB Type-C™ 커넥터, 케이블 사용 시, 옵션으로 USB Power Delivery 규격에도 대응 가능합니다.
USB Power Delivery 기능을 탑재함으로써 USB Type-C™ 커넥터, 케이블을 통해 최대 100W (최대 20V / 5A)의 전력 공급이 가능합니다.
Q. Type-C 포트는 모두 USB PD입니까?
A. USB Power Delivery는 Type-C™의 기능을 확장하는 규격입니다. 따라서, Type-C™에 반드시 USB Power Delivery가 실장되어 있는 것은 아닙니다.
USB Power Delivery를 실장하지 않은 Type-C™ 포트의 경우 출력전압은 5V만 해당됩니다. 단, 기존의 USB와 달리, 최대 3A까지 공급 가능합니다.
Q. 사용 가능한 Type-C 케이블에 제한이 있습니까?
A. 사용 가능한 케이블에 제한은 없습니다. 단, 시판되고 있는 대다수의 케이블은 3A 케이블이므로, 5A 충전을 위해서는 케이블이 5A 대응임을 나타내는 식별용 칩이 포함된 케이블이 필요합니다. 각 기기가 5A에 대응하더라도 케이블이 3A인 경우 기기와 케이블이 negotiation하여 전류를 3A로 억제하기 때문에 안전하게 전력을 공급할 수 있습니다.
Q. USB Power Delivery에서 사용하는 전압, 전류를 알려주십시오.
A. USB Power Delivery에서 Power Rule이 정의되어 있습니다.
전압은 5V / 9V / 15V / 20V가 기준이며, 전류는 1.5A / 3.0A / 5.0A가 기준입니다.
옵션으로 유저 정의를 통해 원하는 전압, 전류를 추가할 수도 있습니다.
Q. USB Power Delivery의 탑재 어플리케이션의 보급율에 대해 알려주십시오.
A. 2020년 시점에 Laptop PC 및 스마트폰과 같은 디지털 기기의 대부분이 Type-C™로 대체되었습니다. 그리고, 2021년 9월에는 European Comission에서 E-waste 삭감을 위해 특정 디지털 기기는 USB Type-C™를 실장하여 충전하도록 법에 대한 정비를 시작하였습니다. 이에 따라 특정 디지털 기기 이외에도, 지금까지 AC 어댑터를 사용하고 있었던 기기에서 Type-C™로의 대체가 가속화될 것으로 예상됩니다.
Q. ROHM USB Power Delivery Controller IC의 특징은 무엇입니까?
A. 고내압 프로세스를 채용함과 더불어, 많은 보호 기능을 내장하고 있습니다. 따라서, 외장 보호 부품이 필요하지 않아 비용 절감이 가능합니다. 또한, Stand-alone 동작을 전제로 하는 펌웨어를 실장하여, 고객 측에서의 펌웨어 설계가 필요하지 않아 많은 설계 공수를 삭감할 수 있습니다.
Q. 펌웨어 변경에 의한 전압 및 전류의 설정 변경은 가능합니까?
A. 설정 변경 시 고객의 펌웨어 변경은 필요하지 않습니다. Type-C™ / USB Power Delivery에서 사용하고자 하는 전압 및 전류 (전력)는 LSI의 GPIO 설정을 통해 요구 빈도가 높은 전력 설정으로 변경 가능합니다. 펌웨어 변경은 기본적으로 당사에서 대응이 어렵습니다.
Q. 외부 인터페이스로 제어 가능합니까?
A. BD91N01NUX는 출력 동작만 해당되므로, 인터페이스를 통한 설정은 필요하지 않습니다. BD93F10MWV 및 BD93E11GWL은 독립 동작을 전제로 하므로, 외장 인터페이스에서의 설정 변경 제어를 허가하지 않습니다.
Q. ROHM의 각 라인업별 차이는 무엇입니까?
A. BD93F10MWV : USB Power Delivery Sink 전용 Stand-alone 동작, QFN 패키지 채용. 5V 이상을 사용하는 Sink 기기에 도입 시 최적입니다.
BD93E11GWL : USB Power Delivery Sink 전용 Stand-alone 동작, WLCSP 패키지 채용. 5V 이상을 사용하는 소형기기에 도입 시 최적입니다.
BD91N01NUX : Type-C Sink 전용 Stand-alone 동작. 5V만 사용해도 무방한 기기에 도입 시 최적입니다.
Q. DFP, DRP, UFP란?
A. DFP (Downstream Facing Port) : Data (Host 측) / Power (Source 측)
UFP (Upstream Facing Port) : Data (Device 측) / Power (Sink 측)
DRP (Dual Role Port) : DFP로서도 UFP로서도 동작 가능합니다.
단, Data Role의 DRP와 Power Role의 USB-PD DRP에서는 의미가 다르므로 주의가 필요합니다.
Q. 독자 규격의 충전 방식과의 호환성은?
A. 기존 독자 규격의 충전 방식은 Type-A에 있는 데이터 통신용 D± 신호를 대신 사용하거나, VBUS에 신호를 중첩시켜 고속 충전을 위한 커뮤니케이션을 실행합니다. 반면에 Type-C™의 경우 CC (Configuration Channel) 신호를 사용하여 커뮤니케이션을 실행하므로, 독자 규격의 충전 방식과의 호환성은 없습니다. 또한, USB 규격을 책정 · 전개하는 USB-IF는, Type-C™ 포트에서 BC1.2와 USB PD 이외의 충전 방식 실장을 제한하고 있습니다.