TCPP01-M12解決USB Type-C 連接器設計6大難題


TCPP01-M12解決USB Type-C 連接器設計6大難題

實現新的USB Type-C連接器需要仔細設計,以避免有缺陷的充電器、CC線路對Vbus短路和靜電放電造成的損害。TCPP01-M12是單芯片USB Type-C端口保護解決方案,它集成了所有這些保護,簡化了從USB micro-A或USB micro-B遷移到新的USB Type-C連接器的基於MCU的應用程序的設計。對於消費者(sink)應用程序,TCPP01-M12的特性是零功耗。TCPP01-M12還兼容可編程電源,最大充電速度可達100W。


TCPP01-M12解決的用USB數據線充電的6大難題如下:


1. USB Type-C是一個可逆連接器。與傳統的連接器不同,電源或數據的方向不再是由機械設置,而是由配置通道插腳(CC插腳)進行電子設置。充電器向接收器設備聲明其功率配置文件功能。接收設備向充電器發送其所需的電源配置文件。有缺陷的充電器可能會施加高於設備要求的電壓,並損壞設備的集成電路。為了防止這種情況,TCPP01-M12集成了一個負載開關驅動程序,用於外部n通道MOSFET,當發生過電壓時,MOSFET將打開。n通道MOSFET具有比p通道MOSFET更低的導通電阻(RDS(ON))。此外,n通道MOSFET比p通道MOSFET更便宜。

2. USB type-C連接器的管腳間距很小: 通過從插座中插入或拔出USB type-C插頭時,插腳有可能相互短路。當“額定最高電壓22V”的VBUS引腳被短路到“額定最高電壓5.5 v”的CC引腳時,USB控制器可能會損壞。TCPP01-M12集成過壓場效應晶體管在配置的通道線路上,以保護電力傳輸控制器免受這種過壓。


TCPP01-M12解決USB Type-C 連接器設計6大難題

3. 當電池驅動設備的電池完全耗盡時,USB電源傳輸控制器必須提供“死電池”電阻或電壓鉗,以便電源可以根據其電源配置文件為設備充電。TCPP01-M12在電源輸送控制器未通電時提供一個主動鉗位。

4. 一個電池驅動的設備必須具有最低的功耗時,當它沒有充電源時能夠最大限度地延長其電池壽命。TCPP01-M12的特點是接收器應用程序的功耗為零。

5. USB Type-C連接器插腳必須被保護以防止靜電放電引起的電源傳輸控制器損壞。TCPP01-M12具有國際電工委員會IEC61000-4-2 4級 (8千伏接觸放電,15千伏空氣放電)的系統級ESD保護。

6. 一個USB Type-C應用程序必須具備以上所有要求,這導致使用離散組件實現需要大量PCB空間。TCPP01-M12將所有這些功能集成在一個緊湊的QFN12封裝中,與離散器件解決方案相比,將PCB電路板空間減少了80%。


TCPP01-M12解決USB Type-C 連接器設計6大難題

TCPP01-M12

TCPP01-M12為基於MCU的應用程序(如STM32或STM8)提供快速和安全的USB Type-C連接器遷移。特別需要指出的是,TCPP01-M12讓客戶產品從USB-C遷移到USB-C PD幾乎不會影響BOM,只需要將通用的STM32/STM8 MCU換成帶有UCPD的STM32(STM32G0,STM32G4,STM32L5)。


TCPP01-M12解決USB Type-C 連接器設計6大難題

USB-C PD應用電路

得益於上述優異的性能,TCPP01-M12單芯片USB Type-C端口保護解決方案可應用於任何配備USB-C充電端口的電池供電型設備、無線音箱、POS、血糖儀、電動工具、無人機和USB集線器。


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