TCPP01-M12解决USB Type-C 连接器设计6大难题

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实现新的USB Type-C连接器需要仔细设计，以避免有缺陷的充电器、CC线路对Vbus短路和静电放电造成的损害。TCPP01-M12是单芯片USB Type-C端口保护解决方案，它集成了所有这些保护，简化了从USB micro-A或USB micro-B迁移到新的USB Type-C连接器的基于MCU的应用程序的设计。对于消费者(sink)应用程序，TCPP01-M12的特性是零功耗。TCPP01-M12还兼容可编程电源，最大充电速度可达100W。


TCPP01-M12 解决的用USB数据线充电的6大难题如下：

1.  USB Type-C是一个可逆连接器。与传统的连接器不同，电源或数据的方向不再是由机械设置，而是由配置通道插脚(CC插脚)进行电子设置。充电器向接收器设备声明其功率配置文件功能。接收设备向充电器发送其所需的电源配置文件。有缺陷的充电器可能会施加高于设备要求的电压，并损坏设备的集成电路。为了防止这种情况，TCPP01-M12集成了一个负载开关驱动程序，用于外部n通道MOSFET，当发生过电压时，MOSFET将打开。n通道MOSFET具有比p通道MOSFET更低的导通电阻(RDS(ON))。此外，n通道MOSFET比p通道MOSFET更便宜。


2.  USB type-C连接器的管脚间距很小: 通过从插座中插入或拔出USB type-C插头时，插脚有可能相互短路。当“额定最高电压22V”的VBUS引脚被短路到“额定最高电压5.5 v”的CC引脚时，USB控制器可能会损坏。TCPP01-M12集成过压场效应晶体管在配置的通道线路上，以保护电力传输控制器免受这种过压。


3.  当电池驱动设备的电池完全耗尽时，USB电源传输控制器必须提供“死电池”电阻或电压钳，以便电源可以根据其电源配置文件为设备充电。TCPP01-M12在电源输送控制器未通电时提供一个主动钳位。


4.  一个电池驱动的设备必须具有最低的功耗时，当它没有充电源时能够最大限度地延长其电池寿命。TCPP01-M12的特点是接收器应用程序的功耗为零。

5.  USB Type-C连接器插脚必须被保护以防止静电放电引起的电源传输控制器损坏。TCPP01-M12具有国际电工委员会IEC61000-4-2 4级 (8千伏接触放电，15千伏空气放电)的系统级ESD保护。

6.  一个USB Type-C应用程序必须具备以上所有要求，这导致使用离散组件实现需要大量PCB空间。TCPP01-M12将所有这些功能集成在一个紧凑的QFN12封装中，与离散器件解决方案相比，将PCB电路板空间减少了80%。



TCPP01-M12为基于MCU的应用程序(如STM32或STM8)提供快速和安全的USBType-C连接器迁移。特别需要指出的是，TCPP01-M12让客户产品从USB-C迁移到USB-C PD几乎不会影响BOM，只需要将通用的STM32/STM8 MCU换成带有UCPD的STM32（STM32G0，STM32G4，STM32L5）。

 

【USB-C PD应用电路】



得益于上述优异的性能，TCPP01-M12单芯片USB Type-C端口保护解决方案可应用于任何配备USB-C充电端口的电池供电型设备、无线音箱、POS、血糖仪、电动工具、无人机和USB集线器。

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