探索CY4535 EZ - PD? BCR - LITE評估套件：開啟USB Type - C電源適配新旅程

在電子設(shè)備不斷演進的今天，電源接口的標(biāo)準(zhǔn)化和通用性變得愈發(fā)重要。傳統(tǒng)的桶形連接器在通用性上存在一定局限，而USB Type - C憑借其可逆插拔、高功率傳輸?shù)忍匦?，逐漸成為電源接口的新寵。今天，我們就來深入了解一下CY4535 EZ - PD? BCR - LITE評估套件（EVK），看看它如何助力我們實現(xiàn)從桶形連接器到USB Type - C的平滑過渡。

文件下載：Infineon Technologies CY4535 EZ-PD? BCR LITE評估套件.pdf

套件概述

CY4535 EZ - PD? BCR - LITE EVK基于英飛凌USB Type - C和電源傳輸控制器的BCR系列產(chǎn)品，專為那些希望用USB - C連接器取代現(xiàn)有桶形/電源輸入連接器的客戶提供評估平臺。該套件以CYPD3178設(shè)備為核心，雖然不支持USB - PD（Power Delivery）協(xié)議，但對于僅需接受特定電源的設(shè)備，如5V（最高3A）的USB Type - C充電器或通過D +/D - 線采用專有協(xié)商方法在5V、9V、12V、15V或20V下工作的USB Type - A或Type - C充電器，它能提供出色的解決方案。

套件內(nèi)容與準(zhǔn)備

套件內(nèi)容

收到套件時，你會發(fā)現(xiàn)它包含CY4535 EZ - PD? BCR - LITE EVK板和快速入門指南。不過，要進行完整的演示，還需要自行準(zhǔn)備一些硬件。

缺少的硬件

這些硬件包括USB Type - C電源適配器或移動電源、支持QC 2.0等傳統(tǒng)充電協(xié)議的USB Type - A電源適配器、連接電源適配器與評估板的線纜、由直流桶形連接器供電的電子設(shè)備及其對應(yīng)的直流桶形電源適配器、3mm平頭螺絲刀、剝線鉗、USB Micro - B電纜和用于測量電壓的萬用表。

硬件剖析

電路板細(xì)節(jié)

CY4535 EZ - PD? BCR - LITE EVK板上有眾多關(guān)鍵組件。其中，U3是EZ - PD? BCR - LITE控制器（CYPD3178 - 24LQXQ設(shè)備），它負(fù)責(zé)管理USB Type - C端口并控制負(fù)載開關(guān)（PFET）；U2是USB - I2C橋接控制器，用于下載固件；SW1是旋轉(zhuǎn)開關(guān)，可改變VBUS上協(xié)商的最大電壓；J1是USB Micro - B連接器，用于連接PC主機進行固件下載或設(shè)備配置。此外，還有用于測量輸出電壓或連接外部電子負(fù)載的“DCOUT”端子塊J2、電源專用的USB Type - C連接器J3等。

BCR系統(tǒng)概述

傳統(tǒng)電子設(shè)備通常使用桶形插座連接器和對應(yīng)的直流桶形電源適配器供電，不同設(shè)備對電源適配器的輸出電壓和電流有特定要求，這導(dǎo)致桶形適配器的插頭往往是定制的。而USB Type - C的出現(xiàn)，為設(shè)備提供了更通用的電源接口。EZ - PD? BCR - LITE控制器通過即插即用的方式，使從直流桶形連接器向USB Type - C連接器的過渡更加容易，同時支持BC 1.2、QC 2.0和蘋果充電等傳統(tǒng)充電協(xié)議。

功能模塊分析

EZ - PD? BCR - LITE控制器特性

該控制器是USB Type - C家族中用于桶形連接器替換（BCR）應(yīng)用的新設(shè)備，具有固定功能的USB Type - C控制器，支持Type - C rev 1.2；集成了精密的Rd和死電池Rd終端電阻；有集成的穩(wěn)壓器從VBUS供電；支持帶斜率控制的高壓P - MOSFET柵極驅(qū)動器；具備片上過壓保護（OVP）和欠壓保護（UVP），可保護系統(tǒng)免受故障影響；支持傳統(tǒng)充電協(xié)議（BC 1.2、QC 2.0、AFC和蘋果充電）；在CC、VBUS、DP和DM引腳上提供系統(tǒng)級ESD保護。

DC電源傳輸系統(tǒng)

電源由USB Type - C電源適配器提供，通過一組背對背的Power PMOSFET傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備或負(fù)載。這些PMOSFET的作用主要有：減少大電容負(fù)載引起的浪涌電流，BCR - LITE設(shè)備會緩慢開啟FET，以限制浪涌電流并控制直流輸出電壓的上升時間；當(dāng)USB Type - C連接器上的VBUS輸入超出范圍時，關(guān)閉FET以保護系統(tǒng)；如果連接的USB Type - C電源適配器無法提供系統(tǒng)所需的電壓，也會關(guān)閉FET。

VBUS電壓和電流選擇器

BCR - LITE設(shè)備與USB Type - C電源適配器協(xié)商的電壓和電流范圍由一組電阻分壓器決定。VBUS_MIN和VBUS_MAX引腳上的分壓器確定了BCR - LITE設(shè)備將協(xié)商的最小和最大電壓，默認(rèn)情況下，VBUS_MIN設(shè)置為5V，5位置開關(guān)用于確定VBUS_MAX值。同樣，ISNK_COARSE和ISNK_FINE上的電阻分壓器確定了與Type - C電源適配器通信的工作電流，默認(rèn)最大電流設(shè)置為900mA。

故障指示燈和VBUS供電指示燈

故障指示燈（LED2）在多種情況下會亮起，如無法協(xié)商電源合同且VBUS_MIN電壓不是5V、協(xié)商的電源合同中提供的電壓不在VBUS_MIN和VBUS_MAX范圍內(nèi)、電源適配器提供的電壓在范圍內(nèi)但電流低于ILIM限制、VBUS電壓超出預(yù)期限制、負(fù)載汲取的電流超過預(yù)期電流閾值等。VBUS供電指示燈（LED1）用于指示系統(tǒng)狀態(tài)。

備用電源選擇跳線

CY4535 EZ - PD? BCR - LITE EVK有一個3針跳線（J5），用于在調(diào)試過程中選擇備用電源為BCR - LITE設(shè)備供電。如果未連接跳線，套件由連接到USB - C插座（J3）的USB電源適配器供電。要使用HPI協(xié)議配置套件，應(yīng)將備用電源選擇跳線（J5）置于位置1 - 2，并斷開Type - C連接器（J3），將USB Micro - B連接器（J1）通過USB Micro - B電纜連接到PC。

外部主機處理器接口（HPI）連接頭

主機處理器接口（HPI）是基于I2C的專有協(xié)議，用于暴露BCR - LITE設(shè)備的控制和狀態(tài)寄存器。CY4535 EZ - PD? BCR - LITE EVK的HPI引腳（HPI_SCL和HPI_SDA）通過外部HPI連接頭（J8和J9的引腳2）引出，內(nèi)部有2kΩ電阻上拉至V3P3。外部嵌入式控制器（EC）可直接連接這些引腳，通過EZ - BCR - LITE HPI協(xié)議與BCR - LITE設(shè)備通信。

傳統(tǒng)充電模式選擇跳線

EVK板上BCR - LITE設(shè)備的CHARGING_MODE引腳連接到傳統(tǒng)充電模式選擇跳線頭（J6）。上電時，BCR - LITE設(shè)備會檢查CHARGING_MODE檢測引腳的狀態(tài)，以確定應(yīng)支持的傳統(tǒng)充電協(xié)議。保持J6斷開可支持所有傳統(tǒng)充電協(xié)議，短接J6則僅支持BC1.2傳統(tǒng)充電協(xié)議。

演示運行

演示所需外部硬件

為了運行演示，需要準(zhǔn)備多種外部硬件，如不同功率的USB Type - C電源適配器和移動電源、支持傳統(tǒng)充電協(xié)議的USB Type - A電源適配器、連接線纜、由直流桶形連接器供電的電子設(shè)備及其電源適配器、3mm平頭螺絲刀、剝線鉗、USB Micro - B電纜和萬用表等。

演示步驟

演示1：用萬用表測試

將萬用表連接到DC_OUT端子塊J2，再將USB Type - C電源適配器連接到評估板的Type - C插座。BCR - LITE設(shè)備會根據(jù)規(guī)則選擇首選充電協(xié)議。將VBUS_MAX旋轉(zhuǎn)開關(guān)（SW1）設(shè)置為位置1，驗證萬用表顯示的電壓在4.5V至5.5V之間，驗證后斷開電源適配器。

演示2：測試傳統(tǒng)充電模式功能

CY4535 EZ - PD? BCR - LITE EVK預(yù)裝了支持通過更改J6跳線設(shè)置來啟用或禁用傳統(tǒng)充電協(xié)議的固件。將萬用表連接到DC_OUT端子塊J2，保持J6斷開以啟用傳統(tǒng)充電支持，使用Type - A轉(zhuǎn)Type - C電纜將充電器的Type - A端口連接到評估板，設(shè)置VBUS_MAX旋轉(zhuǎn)開關(guān)（SW1）到不同位置，驗證萬用表顯示的電壓是否符合預(yù)期。若要僅測試BC1.2協(xié)議支持，短接J6的引腳1和2，重復(fù)上述步驟。

總結(jié)

CY4535 EZ - PD? BCR - LITE評估套件為電子工程師提供了一個便捷的平臺，用于評估和實現(xiàn)從桶形連接器到USB Type - C連接器的替換。通過對套件硬件的詳細(xì)了解和演示的實際操作，我們可以更好地掌握其功能和使用方法。在實際應(yīng)用中，工程師可以根據(jù)具體需求，靈活調(diào)整電壓和電流選擇器、充電模式等設(shè)置，以滿足不同設(shè)備的電源需求。你在使用類似評估套件時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。