目前移动终端拥有的5G连接、4K超高清显示等功能，往往是耗电大户面对这些高耗电应用或设备，USB（PD）以高效的充电能力，快速充电可以快速补充终端的电能。然而，对于设计师来说，如果你想使用它，USB PD协议标准不容易，往往需要复杂的固件开发和额外的硬件设计。比如，Type-C端口针脚距离短，电压高(20V），插入或断开连接器的角度不正确，往往会造成损坏。事实上，USB Type-C和USB PD规范要求设计师具备软硬件设计技术和USB规范的深入了解。

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随着摄像头，AR/VR消费电子设备，如无线音箱，逐渐引领USB Type-C和USB PD如何加快产品上市进程，缩短技术开发周期？USB Type-C和USB PD技术广泛应用于工业和医疗领域？AD分享一些简化USB PD设计技巧，帮助你事半功倍。

图1.USB Type-C和USB PD为便携式设备带来快速的数据传输和充电

USB-C充电系统设计挑战分析

USB Type-C和USB PD为数据传输和供电提供对称的24引脚接口规范，使设计师能够设计实现一般接口。USB-C可提供5V/最高3A的充电电流（15W），而USB PD 3.0可提供5V到20V/最高5A供电电流(100W）。要设计USB-C充电系统需要考虑以下挑战：

解决信号完整性和速度问题

连接到各种传统接口

包括支持冷启动(0V，直到端-端检测完成)

确保插入USB-C充电器和端口控制器在供电时可以相互通信

满足消费设备的小尺寸要求

保持热效率，尽量减少温度升高

设计师通常要处理上述挑战USB-C协议开发复杂的主机软件，或增加额外的部件，如外部FET外部微控制器。然而，一些完全遵守协议的充电系统解决方案可以大大简化设计。基于事件操作脚本的其他设计解决方案可以使定制过程更加简单。同时，高度集成IC大量分立元件的使用也的使用。此外，设计师还需要考虑在恶劣环境(如不同温度或潮湿条件)下保持可靠运行的功能。

另一个必须考虑的因素是使用大容量电池，高功耗的终端设备需要这些电池来维持更长的运行时间。与1相比S电池，2S在不增加充电电流的情况下，电池可以增加容量。USB-C支持5V到 20V输入电压之间，2S或3S电池的电压介于两者之间，因此通过降压升压转换器可以弥补这一差距。图2给出了基于2S电池应用示意流程图。

图2.基于2S电池应用示意流程图

开箱即用的USB-C兼容性

AD全新USB-C充电系统解决方案符合要求USB PD 3.0规范，无需进行固件开发，开箱即用，可将开发时间缩短三个月。与同类解决方案相比，其紧凑的体积可以将解决方案的尺寸缩小一半。MAX77958 USB Type-C和USB PD由于其依赖性，充电控制器不需要额外的固件开发GUI定制脚本驱动，BC1.2.协议支持快速角色转换（FRS）、双角色端口（DRP）和Try.SNK与模式相关的配置设置。该独立产品提供开箱即用，无需外部微控制器USB PD 3.0兼容性使用户能够定义终端应用程序的功能，而无需开发固件。该产品还有28个V预防额定电压CC引脚短路到VBUS集成模数转换器短路保护（ADC）湿度检测/防腐等功能适用于各种恶劣的工作环境。

MAX77958可通过其主I2C接口独立控制配套充电器。MAX77961.FET的6A降压-升压充电器可为大容量2S和3S锂电池快速充电。USB PD充电提供AD中国官网宽输入电压范围(3.5V至25V），不需要分立FET，无论是否有外部处理器，都可以配置。输入电压为9VIN、输出电压为7.4VOUT、输出电流为1.5AOUT峰值效率为97%。

有意者可以使用MAX77958EVKIT-2S6#（适配2S电池）或MAX77958EVKIT-3S6#（适配3S对上述两个设备进行评估。这两个设备显示MAX77958如何利用I2C对 MAX控制77961充电器。

上述AD设备属于广义USB Type-C和USB PD设备系列。该系列包括高效充电器和转换器、耐用的自动控制器、电源通道和保护IC可自由选择组合等多种产品。