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慧能泰推出高性能USB PD PHY芯片HUSB311

5 28, 2021

 在USB Type-C & PD领域,慧能泰半导体一直领先于国内芯片厂商。国内第一颗USB PD3.0认证协议芯片、国内第一颗USB PD3.0 PPS认证协议芯片、国内第一颗USB PD3.0 eMarker协议芯片均是出自慧能泰。截至目前,慧能泰取得USB PD认证的芯片数量也是国内最多的。随着USB Type-C & PD在手机、笔记本电脑、平板电脑、显示类产品、物联网产品、智能家居、汽车前装等多个领域快速普及,慧能泰半导体不断推出USB PD新品。 

       近日,慧能泰推出了高性能的USB PD PHY芯片HUSB311。HUSB311也叫USB Type-C端口控制器(Type-C Port Controller,简称TCPC)。HUSB311支持WLCSP-9B和QFN-14L两种封装形式。相对于市场上同类产品,HUSB311具有支持更高的VBUS和CC引脚耐压、兼容更多指令、支持多个I2C地址模式和支持两种不同的封装形式等多个优点。

HUSB311特点总结如下:

图1.显示了HUSB311的WLCSP-9B封装和QFN-14L封装的示意图。

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图1. HUSB311封装示意图(WLCSP-9B和QFN-14L封装)

图2.给出了HUSB311的典型应用电路图。该电路适用于DRP双重模式下电池的充放电和数据通道控制。应用处理器(AP)或者嵌入式控制器(EC)对HUSB311进行控制,再根据HUSB311的信息,对电池充电器和USB数据开关进行控制。

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图2. HUSB311的典型应用框图

图3.是HUSB311的评估板EVB_HUSB311ALA照片。该评估板采用HUSB311的QFN-14L封装的型号HUSB311ALA。而WLCSP-9B封装的对应型号为HUSB311ACC。

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图3. 评估板EVB_HUSB311ALA的典型应用框图

图4.显示了USB Type-C端口管理器(Type-C Port Manager, 简称TCPM)和三个USB Type-C端口控制器TCPC之间的互连图。它们的工作方模式为:

市场上同类的产品包括FUSB302、RT1715、RT1711和TUSB422等。HUSB311均与它们管脚兼容,TCPM的软件程序相似度也很高。

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图4. TCPM和TCPC的连接图

图5.给出了电源适配器和各类设备的连接。电源适配器和各类设备只传输功率,不传输信号。HUSB311可用于各类设备中。如果这些设备是PD Sink only的产品,也可以采用更简单的PD Sink芯片HUSB238。对于PDSource产品,可采用HUSB338, HUSB339, HUSB350, HUSB351,HUSB360, HUSB361等。如果只是支持USB Type-C供电,则可采用HUSB305。USB电子标签芯片HUSB332和HUSB332A支持USB线缆最大5A的电流传输。

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图5. 电源适配器和各类设备的连接系统

图6.给出了车载充电器和各类设备的连接。除了功率传输,还可以实现高速数据传输。通过DR Swap指令,Host和Device之间的Data Role可以实现数据模式的DFP/UFP角色切换,但是仍然保持Source和Sink的功率模式不变。USB电子标签芯片HUSB332和HUSB332A支持USB线缆最大5A的电流传输和高速数据传输。

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图6. 车载充电器和各类设备的连接

图7.给出了显示器和各类设备的连接。除了功率传输,还可以实现高速数据传输。通过DR Swap指令,Host和Device之间的Data Role可以实现数据模式的DFP/UFP角色互换。通过PR Swap指令,Source和Sink的Power Role功率模式也可以实现互换。USB电子标签芯片HUSB332和HUSB332A支持USB线缆最大5A的电流传输和高速数据传输。

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图7. 显示器和各类设备的连接

图8.给出了USB-C转HDMI的Dongle方案。除了HUSB311之外 ,还需要一颗DP to HDMI的转换芯片。

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图8. USB-C转HDMI的Dongle方案

图9.给出了汽车前装上应用的双路100W USB PD参考方案。该方案支持100W电源固定或者动态共享的双路USB PD输出。得益于HUSB311支持两个I2C地址,嵌入式控制器可以采用一个I2C总线与两颗HUSB311实现通信。该方案扩展用于BC1.2充电下行端口(CDP)的USB数据通讯,方案的优势很大。

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图9. 汽车前装双路100W PD原理框图



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