USB 3.1 Type-C 標準允許使用單根 USB Type-C 電纜為更多設備提供更多功率。源極和灌電流設備之間所需的握手的一個關鍵組件是為端口控制器供電的始終接通降壓轉換器。MAX77596具有同類最佳的低靜態(tài)電流和高效率，是支持USB Type-C應用的理想選擇。

介紹

新的USB 3.1 Type-C標準有望大大簡化電子產(chǎn)品的連接。新標準旨在使用相同的Type-C電纜在任何兩個設備之間進行高達100瓦的數(shù)據(jù)和電力傳輸。該設計解決方案討論了始終接通降壓轉換器的特性，該轉換器是源電流和灌電流設備之間確認連接和協(xié)商供電量所需的握手的關鍵因素。

USB 3.1 C 型標準

USB 3.1 Type-C是一種新標準，支持高數(shù)據(jù)速率和電子產(chǎn)品之間的更高功率傳輸。USB 3.1 可提供 10Gbps 的吞吐量，同時通過標準電纜提供高達 3A 的電流，通過增強型電纜提供高達 5A 的電流?？偩€電壓可調(diào)節(jié)至20V（使用標準電纜時為60W/3A，使用增強型電纜時為100W/5A）。如今，許多筆記本電腦需要的功率不到100W，因此采用Type-C連接器的新型號可以通過USB端口充電，就像今天的小型設備充電一樣。

USB 3.1 Type-C 標準的復雜性要求設備在進行電源傳輸之前作為電源提供商（源）或電源用戶（接收器）進行協(xié)商。因此，Type-C電纜是“智能”的，需要額外的電路來知道如何正確路由電源和數(shù)據(jù)。Type-C 電纜兩端的連接器是相同的，允許可逆插入。每個連接器也是可翻轉的，這使得它可以在朝上的情況下插入。Type-C USB還允許雙向供電，因此可以對外圍設備充電，并且同一設備也可以為主機設備充電。這有望消除許多專有電源適配器和許多類型的USB電纜，最終減少當今臺式機周圍的迷宮般的電線。

USB 3.1 C 型系統(tǒng)

圖2顯示了一個典型的筆記本電腦電源管理前端，該前端配備連接到USB Type-C電纜，并由三節(jié)Li+電池組供電（提供7.2V至12.6V之間的電源電壓）。

圖2.USB 3.1 C 型電源管理系統(tǒng)

電源管理集成電路（PMIC）直接由電池供電，而始終接通的降壓轉換器通過肖特基二極管從電池或USB源接收電源。反過來，始終接通的降壓轉換器為端口控制器供電，端口控制器是仲裁主機系統(tǒng)μP和電源之間電源交換的器件。連接 USB 后，降壓充電器為電池充電。下面的順序說明了為沒電的電池充電所需的步驟：

電池沒電了

USB C 型電纜已連接

USB C 型電纜檢測連接并提供初始 5V

始終接通轉換器喚醒，并為端口控制器供電

端口控制器協(xié)商電源要求（例如：5A、20V）

系統(tǒng)通過 USB C 型電纜接收所需電源

降壓充電器啟動電池充電

始終接通的降壓轉換器在所有相位中都起著關鍵作用。即使最初由 USB 提供相對較低的輸入電壓（5V 減去肖特基二極管壓降），它也能提供 3.3V 輸出。在正常工作期間，電源能夠隨時改變功能，迫使灌電流設備重新協(xié)商，因此降壓轉換器必須始終“開啟”。因此，應選擇始終導通的降壓轉換器，以消耗最小的功率。

MAX77596常接通降壓轉換器

MAX77596為小型、同步降壓轉換器，集成開關（圖3中的T1和T2）。該器件設計用于在 3.5V 至 24V 的輸入電壓范圍內(nèi)提供高達 300mA 的電流，同時在空載時僅使用 1.1μA 靜態(tài)電流（固定輸出版本）。該器件能夠以 98% 占空比運行，從而在接近壓差的情況下工作，非常適合電池供電應用。

該器件提供固定 3.3V 和 5V 輸出版本，以及可調(diào)版本。可調(diào)版本允許用戶使用電阻分壓器在 1V 至 10V 之間設置輸出電壓。頻率固定在 1.7MHz，允許使用小的外部無源器件并減小輸出紋波。片上功率晶體管開關保證少量物料清單。該器件提供強制 PWM 和跳躍工作模式。

MAX77596采用小型（2mm x 2.5mm）10引腳TDFN封裝，工作在-40°C至+85°C溫度范圍。

極低的靜態(tài)電流

對于始終接通的器件，低靜態(tài)電流至關重要，因為器件永遠不會關斷。MAX77596固定輸出版本允許大部分內(nèi)部電路偏置于V電壓外銷（I偏見在圖 3 中）。

圖3.MAX77596降壓轉換器固定輸出

這樣只有1.1μA的剩余電流（I支持） 從輸入引腳繪制。圖4顯示了電源電流的溫度行為，I支持.

圖4.空載電源電流與溫度的關系。

這種巧妙的偏置布置使MAX77596成為同類產(chǎn)品中最佳的低靜態(tài)電流工作。

高效率降壓轉換器

低電阻、集成式 MOSFET 開關即使在 1.7MHz 的高工作頻率下也能實現(xiàn)高效率。圖5中的效率比較表明，MAX77596與競爭器件相比具有高達5%的優(yōu)勢。

圖5.效率比較。

結論

USB 3.1 Type-C標準允許使用一根Type-C電纜為更多設備提供更多功率。源極和灌電流設備之間所需的握手的一個關鍵組件是為端口控制器供電的始終接通降壓轉換器。MAX77596具有同類最佳的低靜態(tài)電流和高效率，是支持USB Type-C應用的理想選擇。

審核編輯：郭婷