Type-C端口設(shè)計(jì)：PD3.0受電端控制器應(yīng)用與設(shè)備電路保護(hù)

Type-C端口設(shè)計(jì)：PD3.0受電端控制器應(yīng)用與設(shè)備電路保護(hù)

2024年12月后，在歐盟任何最高功率未超過(guò)100 W的有線(xiàn)充電設(shè)備都必須采用符合USB PD規(guī)范的USB Type-C充電端口。此外，印度和沙特阿拉伯的相同法令將于2025年在生效，加利福尼亞州將于2026年生效。要滿(mǎn)足這一標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可以采用 USB Power Delivery (PD) 受電端取電芯片在設(shè)備和充電器之間協(xié)商功率傳輸。

USB PD 3.0的關(guān)鍵在于能夠使用標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議協(xié)商和管理受電端與供電端之間的功率傳輸。USB PD 3.0功率輸送協(xié)商和管理過(guò)程包括四個(gè)階段：

• 發(fā)現(xiàn)：發(fā)生于受電端與供電端相互識(shí)別對(duì)方為符USB PD的設(shè)備，并通過(guò)USB Type-C連接器上的配置通道(CC)引腳建立數(shù)據(jù)通信信道時(shí)。
• 能力交換：供電端向受電端確定其支持的功率配置文件（電壓和電流水平），然后受電端請(qǐng)求符合其要求的配置文件時(shí)。
• 功率合約：供電端接受或拒絕受電端請(qǐng)求的過(guò)程。如果接受，供電端按照商定的功率參數(shù)向受電端提供請(qǐng)求的功率。
• 功率規(guī)則更新：讓受電端或供電端能夠發(fā)起新的功率協(xié)商，以適應(yīng)電池電量或受電端負(fù)載的變化，或供電端輸入功率的變化。

自USB Type-C規(guī)范發(fā)布以來(lái)，USB Type-C的一個(gè)問(wèn)題是CC和VBUS引腳非常接近，因?yàn)門(mén)ype-C 連接器的引腳間距很小，僅是 Type A 連接器的四分之一。

機(jī)械扭曲、連接器的滑動(dòng)、碎屑和濕氣積聚會(huì)導(dǎo)致連接器中的引腳短路，從而導(dǎo)致20V VBUS短路到CC引腳。這些非理想的設(shè)備和機(jī)械事件使得CC引腳耐壓必須高于20V，即使它們僅在5V或者更低的電壓下工作；同時(shí)還需要對(duì)靜電做防護(hù)。

USB PD 3.0 受電端協(xié)議芯片

為了在設(shè)備中實(shí)現(xiàn)對(duì)PD3.0與PD2.0的取電功能支持，可采用PD sink協(xié)議芯片方案，在實(shí)現(xiàn)PD3.0快充功能的同時(shí)有效防止VBUS電壓短路到CC引腳導(dǎo)致的設(shè)備電路故障。

Yasemi提供高效率、低成本、高度集成的PD取電方案，可提供電壓保護(hù)、動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)、PPS模式、快速充電以及其他PD3.0衍生應(yīng)用。

ECP5701是一款USB PD SINK芯片，采用SOT23-6L封裝，符合PD3.0標(biāo)準(zhǔn)并向下兼容PD2.0，擁有4kV的靜電防護(hù)。

結(jié)語(yǔ)：USB Type-C即將成為設(shè)備連接的全球標(biāo)準(zhǔn)；因Type-C連接器引腳間隙緊湊，需要對(duì)引腳之間的可能出現(xiàn)的短接問(wèn)題以及靜電問(wèn)題做防護(hù)；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中選擇合適的PD SINK芯片可以很好的解決這些問(wèn)題。