Microchip Technology MCP22301 USB PD接收器板(EV71V36A)是一款緊湊型高性?xún)r(jià)比USB供電接收器解決方案。該板基于MCP22301獨(dú)立可編程USB供電(PD)控制器。EV71V36A符合USB Type-C^?^ 連接器和USB供電(PD) 3.2規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。此外，該板采用小尺寸可逆Type-C連接器，可快速簡(jiǎn)便地替代任何應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)電源連接器（圓柱形插頭）。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Microchip Technology MCP22301 USB PD接收器板(EV71V36A)數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

Microchip MCP22301總線供電評(píng)估平臺(tái)支持電池電量耗盡模式以及八個(gè)預(yù)設(shè)供電對(duì)象 (PDO)，可通過(guò)板載旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇。它還可以支持獨(dú)特的自定義供電對(duì)象 (PDO)，必要時(shí)可額外配置供電系統(tǒng) (PDS)。

利用MCP2221A轉(zhuǎn)接模塊，可在圖形用戶(hù)界面 (GUI) 上顯示可用的電源容量以及協(xié)商電壓和電流。

特性

• 輸入電壓范圍：5V至48V
• 5 A最大輸出電流
• 板載高性能功率MOSFET晶體管，用于斷開(kāi)負(fù)載
• 輸出過(guò)流保護(hù)
• PDO選擇器開(kāi)關(guān)和LED，用于選定VBUS 報(bào)告
• 多個(gè)測(cè)試點(diǎn)
• 通過(guò)UART通信進(jìn)行狀態(tài)報(bào)告（包括VBUS電壓、負(fù)載電流和PDO配置文件）

框圖

布局

?MCP22301 USB PD接收器板技術(shù)解析與應(yīng)用指南?

?一、產(chǎn)品核心特性與定位?

Microchip的MCP22301 USB PD接收器板（EV71V36A）是一款專(zhuān)為USB Type-C? Power Delivery 3.1設(shè)計(jì)的評(píng)估平臺(tái)，其核心特性包括：

• ?寬電壓輸入范圍?：支持5V至48V VBUS輸入，兼容USB PD 3.2標(biāo)準(zhǔn)。
• ?高集成度設(shè)計(jì)?：集成SAMD20微控制器與PD MAC/PHY功能，內(nèi)置VCONN FETs、過(guò)壓/過(guò)流檢測(cè)電路，簡(jiǎn)化外圍設(shè)計(jì)。
• ?多場(chǎng)景適配?：適用于總線供電設(shè)備、電池供電設(shè)備及雙角色電源應(yīng)用（如擴(kuò)展塢）。
• ?可視化交互?：通過(guò)GUI實(shí)時(shí)顯示電源協(xié)商狀態(tài)（電壓/電流/功率曲線）、PDO配置文件及硬件LED電壓指示。

?二、硬件設(shè)計(jì)解析?

1. ?關(guān)鍵電路模塊?
   • ?電源管理?：
     • 采用MCP16331T Buck轉(zhuǎn)換器（2-24V輸入）和MCP1703A LDO（輸出3.3V）為系統(tǒng)供電。
     • 負(fù)載開(kāi)關(guān)采用SIR5607DP P-MOSFET，支持高邊電流檢測(cè)（MCP6C02放大器，精度0.005Ω采樣電阻）。
   • ?PD協(xié)商控制?：
     • MCP22301-2I/KYX控制器通過(guò)CC1/CC2引腳實(shí)現(xiàn)PD協(xié)議通信，支持8種可配置PDO（通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)選擇）。
   • ?保護(hù)機(jī)制?：
     • 硬件過(guò)流保護(hù)（LED報(bào)警）、VBUS放電電路（Q3/Q4 N-MOSFET）及EPR（擴(kuò)展功率范圍）預(yù)留支持。
2. ?PCB布局優(yōu)化?
   • 4層板設(shè)計(jì)，內(nèi)層1/2為電源/地平面，降低噪聲干擾。
   • USB-C接口（J1）與輸出端子（J4）短路徑布局，減少壓降。

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景與開(kāi)發(fā)建議?

1. ?快速原型開(kāi)發(fā)?
   • 替代傳統(tǒng)桶形電源接口，評(píng)估Type-C PD供電方案的穩(wěn)定性。
   • 參考附錄A的電路圖（如Page 1的Buck轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)）進(jìn)行定制化修改。
2. ?能效優(yōu)化策略?
   • ?模式A?（位置5）：優(yōu)先高電壓，適合電池設(shè)備（如充電寶）。
   • ?模式B?（位置6）：優(yōu)先低電壓，適合固定負(fù)載設(shè)備（如工業(yè)控制器）。
3. ?擴(kuò)展功能開(kāi)發(fā)?
   • 利用UART接口（J5）擴(kuò)展自定義協(xié)議，或通過(guò)PA18/PA19 GPIO實(shí)現(xiàn)外部控制。

?四、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)?

1. ?元件選型?：
   • 推薦使用BOM表中RoHS兼容器件（如TDK的X7R電容、Vishay的MOSFET）。
   • 電流檢測(cè)電阻（R31）需選用0.1%精度的0.005Ω合金電阻（Bourns CRE2512系列）。
2. ?熱管理?：
   • 持續(xù)5A輸出時(shí)，需確保SIR5607DP MOSFET散熱良好（PCB設(shè)計(jì)參考Top Copper層鋪銅）。
3. ?合規(guī)性測(cè)試?：
   • 需驗(yàn)證USB PD時(shí)序（如CC線上升時(shí)間≤300ns）及EMC性能（參考Inner Layer 2的地平面完整性）。