简介

智能手机、平板电脑和超薄笔记本等新型电池供电移动设备所要求的轻薄特性，让 USB Type-C 充电接口成为便携式设备制造商的更佳选择，并被广泛采纳。而欧盟委员会 (EC) 更是于 2022 年 6 月颁布了一项指令，要求下一代便携式设备均兼容 USB Type-C 充电连接器，以尽量减少电子垃圾。

与传统的 micro-USB 和 USB Type-A 端口相比，USB Type-C 端口凭借多项优势助力实现稳健的系统设计，例如更高功率、更小尺寸、双向充/放电能力，并且支持任一方向插入。

(资料图片仅供参考)

不过，实现 USB Type-C 端口还需要额外的组件。图 1 显示了 USB Type-C 充电系统的传统架构，通常包括用于 CC1/CC2 通信的 Type-C CC 控制器、用于实现输入过压保护 (OVP) 的 VBUS 保护器、用于给 CC 控制器供电的低压差 (LDO) 稳压器以及用于电源管理的双向充电器。

由图 1 可见，USB Type-C 系统较为复杂。对不需要 USB 供电 (PD) 通信能力的 15W 以下的应用而言，全功能的 USB PD 控制器性价比较低。本文提出的集成解决方案采用 MP2722 规避了传统 USB Type-C 架构的缺点，并进一步简化了设计过程。MP2722 是一款单电池充电芯片，它将 USB Type-C 充电系统所需的组件都集成在单个芯片中。

采用 MP2722 实现集成型解决方案

集成型 USB Type-C 电池管理解决方案可在节省空间的同时降低系统复杂性。MP2722 是一款适用于锂离子或锂聚合物电池的 5A 单电池窄电压直流 (NVDC) 降压充电芯片，它集成了 USB Type-C 双角色端口 (DRP) 检测功能。除了功率 MOSFET，MP2722 还集成了一个 DRP CC 控制器，可分别为输入或 CC 引脚提供高达 26V 和 22V 的绝对最大输入电压 (VIN)，因此无需为 VBUS 和 CC 引脚提供外部 OVP。

如图 2 所示为采用 MP2722 实现的 15W USB Type-C DRP 方案典型应用电路，该方案仅需一个电感和几个电阻、电容。

在不需要微控制器 (MCU) 的情况下，MP2722 还可作为独立器件工作，所有参数均由一次性可编程 (OTP) 存储器单元配置。

USB Type-C 的 Sink、Source 和 DRP 端口

接收端口和源端口共享 USB Type-C 端口上的物理插座，这与传统的 USB Type-A 和 Type-B 端口不同。 根据 USB Type-C 规范，接收端口应在 CC1 和 CC2 引脚上提供一个下拉电阻（Rd），通常为 Ω，源端口应在 CC 引脚上根据源电流能力提供一个上拉电阻（Rp）。Rp 可等效为上拉电流源。DRP 端口支持源端口或者接收端口，也就是说，Rp 和 Rd 应在两个 CC 引脚上定期切换。表 1 显示了源模式下的 Rp 需求。

当两个 USB Type-C 连接器连接之后，其中一个 CC1 或 CC2 引脚通过 USB Type-C 电缆中的 CC 通道连接。通过监控 CC 引脚上的 Rp 和 Rd值，USB Type-C 设备可以检测连接了源端还是接收端，并在接收模式下根据不同的 Rp 值设置适当的输入电流限制 (IIN_LIM)。

图 3 显示了通过 USB C 到 USB C 电缆连接源端和接收端的模型，其中，Ra 表示未施加电源 (VCONN) 时电缆上的电子标签（E-mark IC）电阻。

传统电缆

传统电缆是一端带 USB Type-C 连接器、另一端带 USB Type-A 连接器的电缆。这种电缆可实现 USB Type-C 产品和 USB Type-A 产品之间的互操作性。由于 USB Type-A 端口上没有 CC 引脚，因此 USB Type-C 连接器中的 CC1 和 CC2 引脚应通过一个 56kΩ 的电阻上拉至 VBUS 引脚，以维持其 500mA 的默认电流能力。然后，接收端口可遵循其他协议，例如 USB 电池充电规范 ()，汲取超过 500mA 的电流。

不同端口的 DRP 操作

MP2722 单电池充电器集成了 USB Type-C Source/Sink 检测算法，并支持 DRP 切换功能，以在源模式和接收模式之间自动切换。图 4 显示了 USB Type-C DRP 端口的状态机，其中 vOpen 是指源端 CC 引脚的开路阈值，vRa 指配件连接到 CC 引脚时的电压。

为避免两个 DRP 端口相互连接的随机结果，MP2722 支持 和 模式，当 USB Type-C 端口连接到另一个未启用 或 的DRP 端口时，USB Type-C 端口可分别作为源和接收器运行。当 USB Type-C 设备主要用作源端（例如充电宝中的 DRP 端口）或接收端（例如手机中的 DRP 端口）时，该功能很有用。

图 5 显示了带 功能的 USB Type-C DRP 模式。

图 6 显示了带 功能的 USB Type-C DRP 模式。

继续阅读 >>>请复制下方链接进入MPS官网查看：

/202308_4

关键词：