USB Type-C在電源設(shè)計(jì)時(shí)要解決的問題

（文章來源：電子元件技術(shù)網(wǎng)）

到目前為止，移動(dòng)產(chǎn)業(yè)依靠的是專有的快速充電技術(shù)，使用USB Micro B連接器。但是最近鋰電池的事件凸顯了安全供電系統(tǒng)和USB－PD電路的重要性。

與以前的USB充電技術(shù)相比，USB－ PD機(jī)制更容易提高功率需求，并更快地為兼容設(shè)備充電。并且它使用一個(gè)專用的配置通道（CC）線，獨(dú)立于傳統(tǒng)的USB數(shù)據(jù)傳輸。以下是開發(fā)人員在移動(dòng)設(shè)備上創(chuàng)建快速充電應(yīng)用時(shí)面臨的三大問題。

身份驗(yàn)證，在USB－PD協(xié)議中，連接的設(shè)備通過協(xié)商功率需求并簽訂協(xié)議來確定最優(yōu)電壓和電流水平。關(guān)鍵的要求是，要開發(fā)USB產(chǎn)品，制造商必須在開始高功率充電之前，檢查線纜和充電器等設(shè)備的真正來源。

認(rèn)證確保了設(shè)備的身份，從而使它更容易辨別它是真實(shí)的還是偽造的。以瑞薩的R9J02G012 USB控制器芯片為例，它允許USB端口以電子方式驗(yàn)證，信任基于USB Type－C認(rèn)證規(guī)范中實(shí)現(xiàn)的證書和公鑰基礎(chǔ)構(gòu)架（PKI）的真實(shí)性。

瑞薩聲稱，在其新的USB端口控制器芯片中，它已經(jīng)加入了高強(qiáng)度防篡改技術(shù)，這家日本芯片制造商一直在利用它來保護(hù)其MCU免受網(wǎng)絡(luò)攻擊。R9J02G012控制器芯片在一個(gè)單封裝中集成了USB PD 3．0和USB Type－C認(rèn)證功能。

外形尺寸，在USB－PD設(shè)計(jì)中，尺寸是另一個(gè)重要的考慮因素。例如，瑞薩的USB端口控制器是一個(gè)單封裝，它支持USB PD 3．0和USB Type－C認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

在此之前，這兩個(gè)功能是用兩個(gè)獨(dú)立的芯片實(shí)現(xiàn)的。單封裝解決方案減少了線纜和電子設(shè)備的安裝面積。根據(jù)瑞薩的說法，新的R9J02G012 USB控制器的安裝面積比該公司現(xiàn)有R9A02G011芯片所使用的面積要低50％。目前，40引腳的QFN封裝尺寸為6毫米x6毫米，42球BGA為3．6 mm x 3．1 mm。這可與其他競(jìng)爭(zhēng)芯片相媲美，比如來自德州儀器的TPS65982控制器芯片，它的尺寸也為為6毫米x 6毫米。

內(nèi)部保護(hù)，USB－PD硬件要求復(fù)雜的接口電子，以有效地與連接的設(shè)備協(xié)商電力輸送。例如，功率輸出范圍從5V／0．5A到20V／5．0A，因此要求內(nèi)置的保護(hù)措施以避免過電壓造成的風(fēng)險(xiǎn)。

ST的USB控制器芯片允許使用VBUS和VCONN電源線的放電電路安全地?cái)嚅_線纜。
STMicro的新USB Type－C端口控制器聲稱可以在不添加外部調(diào)壓器的情況下提供內(nèi)部保護(hù)，從而節(jié)省了USB設(shè)計(jì)的組件數(shù)和板材。STUSB4710控制器芯片可以處理整個(gè)連接設(shè)置，無需外部CPU參與，并支持多達(dá)5個(gè)電力輸送配置文件（PDOs）。