Type-C端口设计：PD3.0受电端控制器应用与设备电路保护

Type-C端口设计：PD3.0受电端控制器应用与设备电路保护

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/dy_warm/article/details/143139802

USB Type-C端口设计是现代电子设备中一个重要的技术话题。随着全球范围内对统一充电接口的法规要求日益严格，如何在设计中实现高效、安全的电力传输成为工程师们关注的焦点。本文将探讨USB PD 3.0受电端控制器的应用及其在设备电路保护方面的重要作用。

USB PD 3.0功率传输机制

USB PD 3.0的核心在于使用标准化协议来协商和管理受电端与供电端之间的功率传输。这一过程主要包括四个阶段：

1. 发现：当受电端与供电端通过USB Type-C连接器上的配置通道(CC)引脚建立数据通信信道时，相互识别对方是否符合USB PD规范。

2. 能力交换：供电端向受电端通报其支持的功率配置文件（电压和电流水平），受电端根据自身需求选择合适的配置文件。

3. 功率合约：供电端根据受电端的请求进行响应，如果接受则按照商定的功率参数提供电力。

4. 功率规则更新：允许受电端或供电端根据电池状态或负载变化重新协商功率传输参数。

Type-C连接器的电路保护挑战

USB Type-C连接器的一个设计挑战在于其引脚间距非常紧凑，仅为Type A连接器的四分之一。这种设计虽然带来了更小的体积，但也带来了潜在的风险：

• 机械扭曲、连接器滑动、碎屑和湿气都可能导致CC和VBUS引脚短路。
• 这种短路可能导致20V的VBUS电压直接施加到CC引脚上，造成设备损坏。
• 因此，即使CC引脚在正常工作时仅需要5V或更低的电压，也需要具备承受20V以上电压的能力，并且需要有静电防护措施。

解决方案：PD sink协议芯片

为了解决上述问题，可以采用PD sink协议芯片方案。这类芯片不仅能够支持PD3.0和PD2.0的取电功能，还能够提供必要的电路保护：

• Yasemi提供的PD取电方案具有高效率、低成本和高度集成的特点，能够提供电压保护、动态电压调节、PPS模式以及快速充电等功能。
• 以ECP5701为例，这是一款符合PD3.0标准并向下兼容PD2.0的USB PD SINK芯片，采用SOT23-6L封装，具备4kV的静电防护能力。

结语

USB Type-C已经成为全球范围内设备连接的主流标准。在设计过程中，需要充分考虑Type-C连接器的物理特性带来的电路保护挑战。通过选择合适的PD SINK芯片，不仅可以实现高效的电力传输，还能有效防止因引脚短路或静电放电导致的设备损坏。