【揭秘】诱骗28V竟如此简单--HUSB238A-EVB-V2.0 使用指南

随着USB TYPE-C的流行,越来越多的桶形连接器正在转换成USB-C连接器,越来越多的电子产品从传统的USB接口升级为TYPE-C接口,并实现PD快充。大一统的充电接口, 充电器接口全兼容,给消费者带来极大的便利。当下,筋膜枪、无人机、游戏手柄、随手吸尘器、电动牙刷、电子美容仪、按摩器等产品成为消费电子市场上的新贵。这些热门电器背后,其自身“专用”充电器正在逐渐被USB-C接口充电器替代。通过USB PD Sink(PD受电端芯片,也叫PD诱骗芯片)芯片,以上产品均可实现USB-C接口,并快速迈入USB-C小家电时代。

PD诱骗芯片是受电端的一种PD协议芯片,它内置了PD通讯模块,通过与供电端(如PD充电器)的PD协议芯片握手通信,可以申请出需要的电压给产品供电。本期介绍的慧能泰HUSB238A是一款高性能PD诱骗芯片,精简的外围设计让使用变得简单,轻松实现诱骗28V。

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HUSB238A是一款高度集成的独立的USB Type-C®和 Power Delivery(PD)Sink 控制器。它集成了CC逻辑、USB PD协议和传统协议,支持Type-C V2.1 & USB PD3.1标准、PPS 20mV和AVS 200mV调压,传输的额定功率可达240W(48V/5 A)。HUSB238A可以在I²C模式和GPIO模式下运行。在I²C模式下,一个I²C主机可以访问HUSB238A来设置基本配置、回读状态并执行高级功能,如数据角色变换,VDM信息等。而在GPIO模式下,一些功能是通过引脚的配置来实现的。HUSB238A的超低工作电流有助于系统降低总功耗,适合电池应用。它采用 QFN 3 mm x 3 mm-16L封装,用于具有传统桶连接器或USB micro-B电源连接器的电子设备,如物联网设备、无线充电器、无人机、智能扬声器、电动工具和其他设备。在I²C模式下,HUSB238A最大支持 48V/5A,包括 FPDO, PPS, EPR PDO, EPR AVS;在GPIO模式下,HUSB238A最大支持 28V/3.25A,包括FPDO, EPR PDO。HUSB238A也支持QC2.0和AFC。

外围精简

HUSB238A-EVB-V2.0主要配置为GPIO模式,体积小巧,外围配置非常简单,只需要2个电容和4个电阻,即可最大诱骗28V/3.25A。

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图1:HUSB238A demo板及与一元硬币对比

使用简单

通过配置SNK_VSET和SNK_ISET对地电阻,就可以配置HUSB238A的请求电压和电流。

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表 1:电阻和电压的对应关系

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表 2:电阻和电流的对应关系

HUSB238A会从最高电压逐渐判断,直到如下条件同时满足时,HUSB238A发送请求。

(1) 广播PDO电压 ≤ RDO电压

(2) 广播PDO电流 ≥ RDO电流

例如:设置SNK_VSET=19.1kΩ,SNK_ISET=21kΩ,当广播5V/3A,9V/3A,12V/2.5A,15V/2A,20V/1.5A,9V/3A可以满足以上两个条件,故HUSB238A收到Source Cap后,会发送9V/3A请求。

测试结果

如下图,我们可以看到在空载和3.25A负载条件下,通过EPR线缆连接140W Apple适配器,均能成功握手PD 28V 。

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图2:空载

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图3:3.25A负载

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图4:RSNK_VSET=100kΩ, ISET 引脚悬空,通过EPR线缆连接140W Apple适配器,成功握手PD 28V 

在空载和3A负载条件下,连接65W适配器,成功握手PD 20V 。

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图5:空载

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图6:3A负载

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图7:RSNK_VSET=100kΩ, RSNK_ISET=21kΩ,连接65W适配器,成功握手PD 20V 

在空载和2A负载条件下,连接小米35W适配器,成功握手QC 12V。

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图8:空载

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图9:2A负载

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图10:RSNK_VSET=100kΩ, RSNK_ISET=21kΩ,连接小米35W适配器,成功握手QC 12V

原理图

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图11:HUSB238A-EVB-V2.0 原理图

产品特性

  • 符合USB Type-C® V2.1和USB PD3.1规范

  • 可对FPDO请求进行硬件配置

  • 支持高达48 V/5 A的PDO

    GPIO模式:支持最大28 V/3.25 A EPR PDO

    I²C模式:支持APDO,最大48 V/5 A EPR PDO和 EPR AVS

  • 支持SOP'检测

  • 低功耗:IVDD< 45 μA

  • 集成VBUS开关驱动

  • 支持死电池

  • VBUS过压和欠压保护

  • 过温保护,过温保护阈值可配置

  • 4 kV HBM ESD

  • 3 mm x 3 mm QFN-16L 封装形式

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