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USBPD控制器MP5031简介

概述

MP5031作为新一代快充芯片可以满足手机和其他设备对快充技术越来越高的

要求。这款USB供电(PD)控制器芯片可兼容USBType-C2.0和USBPD3.0规

范，并支持专用充电端口(DCP)方案。MP5031还支持BC1.2充电数据端口

(CDP)握手协议。本文将介绍MP5031的功能特性，并探讨其适用的各种功率

范围解决方案。

MP5031综述

MP5031采用小尺寸QFN-20(4mmx4mm)封装（见图1）。其紧凑的封装和简

洁的外围设备使布局更加方便，而集成的物理层、协议层和策略引擎则保证了

稳健的PD通信。

图1:MP5031芯片

不同于具有微控制器(MCU)的控制芯片，MP5031是一款专用集成芯片

(ASIC)。其尤为突出的是没有复杂的配置要求，而且易于使用、可靠性高、灵

活性强。MPQ5031可与DC/DC变换器搭配使用，以支持15W至100W的全功

率范围以及多通道应用。

可配置供电数据对象(PDOS)

MP5031提供五个供电数据对象(PDO)以支持宽功率范围。PDO可根据不同的

应用规格进行配置，其灵活的组合提供了多功能性，可适应各种功率级别。

图2显示了MP5031的充电波形。

图2:MP5031充电波形

通信协议

MP5031无需外部用户交互即可兼容多种主流协议，如QuickCharge3.0（QC

3.0）、华为快充协议（FCP）、BC1.2、AppleDivider3模式、1.2V/1/2V模

式。

CDP模式

除了纯充电协议以外，MP5031还支持CDP模式，可以在PD快充时实现接收

2

方与主机之间的数据通信。它可通过IC接口设置CDP_EN=1，并启用CPD

模式握手。图3显示了CDP模式设置。

图3:CDP模式设置

保护功能

MP5031具有两个可配置的负温度系数(NTC)引脚，用于监测USBType-C接口

和电路板的温度。如果温升过高，这些引脚还可关断或降低输出功率，以确保

安全地快充。

另外，该器件还提供高压I/O引脚，以支持外部DC/DC变换器的短路保护

(SCP)，包括电池短路保护和VBUS短路保护。

GPIOPins

MP5031具备多个通用I/O(GPIO)引脚，可配置为监测输入电压(V)并在输入

IN

2

欠压时降低输出功率。GPIO引脚和IC接口用于与外部电源变换器的通信。

MP5031的实际应用场景

MP5031可与其他MPS器件一起使用，实现完整的解决方案。

MP5031与MP4247组合应用实现60W至100W解决方案

MP4247是一款升降压（Buck-Boost）变换器，它可在特定VIN条件下以出色

的效率提供高达100W的峰值输出功率。该器件具有一次性可编程(OTP)存储

器，非常适合USBPD应用。

图4显示了MP5031和MP4247的组合应用参考设计。

图4：MP5031与MP4247的组合应用参考设计

这种升降压拓扑解决方案具有以下优势：

集成两个具有低导通电阻的下管MOSFET(LS-FET)晶体管，以实现更好的

散热性能、更小解决方案尺寸，同时降低成本

支持高达36V的VIN，3.3V至21V宽总线电压(VBUS)范围

默认支持60W输出功率（最大100W）

具有三个可选频率（250kHz、420kHz和600kHz），并提供频率抖动功能以

提高EMI性能

支持CC消隐功能和线损补偿

具有出色的效率和散热性能

在60W的输出功率下，该方案效率可高达98%，温升仅为25°C