Type-C端口設計：PD3.0受電端控制器應用與設備電路保護

2024年12月后，在歐盟任何最高功率未超過100 W的有線充電設備都必須采用符合USB PD規范的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。要滿足這一標準，產品設計人員可以采用 USB Power Delivery (PD) 受電端取電芯片在設備和充電器之間協商功率傳輸。

USB PD 3.0的關鍵在于能夠使用標準化協議協商和管理受電端與供電端之間的功率傳輸。USB PD 3.0功率輸送協商和管理過程包括四個階段：

·發現：發生于受電端與供電端相互識別對方為符USB PD的設備，并通過USB Type-C連接器上的配置通道(CC)引腳建立數據通信信道時。

·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），然后受電端請求符合其要求的配置文件時。

·功率合約：供電端接受或拒絕受電端請求的過程。如果接受，供電端按照商定的功率參數向受電端提供請求的功率。

·功率規則更新：讓受電端或供電端能夠發起新的功率協商，以適應電池電量或受電端負載的變化，或供電端輸入功率的變化。

自USB Type-C規范發布以來，USB Type-C的一個問題是CC和VBUS引腳非常接近，因為Type-C 連接器的引腳間距很小，僅是 Type A 連接器的四分之一。

機械扭曲、連接器的滑動、碎屑和濕氣積聚會導致連接器中的引腳短路，從而導致20V VBUS短路到CC引腳。這些非理想的設備和機械事件使得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；同時還需要對靜電做防護。

USB PD 3.0 受電端協議芯片

為了在設備中實現對PD3.0與PD2.0的取電功能支持，可采用PD sink協議芯片方案，在實現PD3.0快充功能的同時有效防止VBUS電壓短路到CC引腳導致的設備電路故障。

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、動態電壓調節、PPS模式、快速充電以及其他PD3.0衍生應用。

ECP5701是一款USB PD SINK芯片，采用SOT23-6L封裝，符合PD3.0標準并向下兼容PD2.0，擁有4kV的靜電防護。

結語：USB Type-C即將成為設備連接的全球標準；因Type-C連接器引腳間隙緊湊，需要對引腳之間的可能出現的短接問題以及靜電問題做防護；在產品設計中選擇合適的PD SINK芯片可以很好的解決這些問題。

審核編輯 黃宇