TCPP01-M12 保護(hù) USB C 型處于灌電流模式（充電）的端口可防止 VBUS 上高達(dá) 24 V 的過電壓、CC 線路上高達(dá) 6 V 的過電壓以及連接器引腳上的靜電放電等。TCPP代表Type-C端口保護(hù)，TCPP01-M12可作為內(nèi)置USB-C供電（UCPD）的STM32 MCU的配套芯片。因此，使用 STM32G0、STM32G4、STM32L5 或 STM32U5 和 TCPP01-M12 比捆綁的外部設(shè)備更具成本效益。TCPP01-M12 還具有零靜態(tài)電流，當(dāng)端口未連接時(shí)，它們也與眾不同。

TCPP01-M12：保護(hù) USB-C 的普及

USB-C 的興起

媒體稱贊2019年是USB-C達(dá)到關(guān)鍵采用的一年。從那時(shí)起，連接器已經(jīng)滲透到科技行業(yè)的許多方面，甚至在我們最新的STLINK-V3MINIE上也是如此。意法半導(dǎo)體調(diào)試探頭僅使用成熟的技術(shù)來(lái)覆蓋最大的人群并享受更高的可靠性。因此，USB-C的存在具有高度的象征意義。此外，歐盟強(qiáng)烈表示共同的USB-C充電器授權(quán)的到來(lái)。因此，公司將不得不將端口集成到他們的產(chǎn)品中。雖然確切的范圍尚不清楚，但最新的內(nèi)部市場(chǎng)和消費(fèi)者保護(hù)委員會(huì)關(guān)于此事的會(huì)議建議擴(kuò)大屬于該法規(guī)的產(chǎn)品類型。

USB-C 帶來(lái)的新挑戰(zhàn)

USB-C的采用帶來(lái)了一系列新的挑戰(zhàn)。不能正確控制電壓的劣質(zhì)充電器越來(lái)越普遍。因此，如果灌電流設(shè)備（充電）僅請(qǐng)求5 V，但由于硬件或軟件缺陷，制作不良的源產(chǎn)品（充電器）仍為20 V，則在沒有充分保護(hù)的情況下接收充電可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞VBUS線路。工程師還必須防止靜電放電或電氣過應(yīng)力。由于 USB Type-C 連接器非常小，因此必須保護(hù)它免受 CC 和 VBUS 線之間的短路，這會(huì)損壞 USB 控制器。

歐盟圍繞USB-C的舉措也會(huì)影響設(shè)計(jì)，即使目前還沒有法規(guī)。盡管使用非常傳統(tǒng)的電源配置文件，但許多公司甚至正在采用該端口。事實(shí)上，許多現(xiàn)代USB-C產(chǎn)品都受益于USB供電，在其48.5修訂版中可以處理高達(dá)3 V和1 A的電壓。但是，在許多情況下，設(shè)計(jì)將在5 V和3 A傳統(tǒng)模式下使用USB-C。在這種配置中不需要供電控制器，因?yàn)楣β是€只需要一個(gè)下拉電阻。但是，相同的設(shè)備需要保護(hù)，因?yàn)樗鼈兛赡芘c可能發(fā)送更多功率的產(chǎn)品一起運(yùn)行。因此，即使是傳統(tǒng)模式也需要堅(jiān)固的保護(hù)。

TCPP01-M12：?jiǎn)⒂?USB-C 保護(hù)

更具成本效益的 USB-C 保護(hù)

到目前為止，保護(hù)電路位于USB-C供電控制器內(nèi)部。但是，通過將模塊嵌入MCU并提供配套的Type-C端口保護(hù)，我們降低了物料清單。我們還促進(jìn)了從micro-B設(shè)備的過渡，因?yàn)椴辉傩枰嘿F的USB-C PD ASIC控制器。事實(shí)上，MCU和TCPP01-M12捆綁包如此引人注目的原因之一是保護(hù)器件集成了VBUS柵極驅(qū)動(dòng)器，從而可以使用更實(shí)惠的N-MOSFET而不是昂貴的P-MOSFET。此外，TCPP01-M12通過了USB-IF認(rèn)證（測(cè)試ID：5205），這意味著遵循意法半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)和代碼示例的團(tuán)隊(duì)將更快地獲得認(rèn)證。

更高效的 USB-C 實(shí)現(xiàn)

將 TCPP01-M12 與內(nèi)置供電控制器的微控制器配合使用的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其靈活的架構(gòu)。工程師可以將低壓MCU域和高壓電源路徑分開，并從所需的保護(hù)中受益。此外，TCPP12-M01 的 QFN12 封裝可以非?？拷?USB Type-C 連接器，以最大限度地提高保護(hù)。該器件對(duì)可編程電源 （PPS） 的支持也意味著灌電流器件的起始電壓為 3.3。V，以20 mV為增量增加其請(qǐng)求電壓，直到其與電池的特性相匹配，從而在保護(hù)系統(tǒng)的同時(shí)提供快速充電功能。

與競(jìng)爭(zhēng)解決方案相比，TCPP01-M12 通過提供低 RDSon 和零靜態(tài)電流對(duì)整體效率產(chǎn)生積極影響。最后一個(gè)特性是可能的，因?yàn)樵撈骷腗CU的GPIO引腳而不是內(nèi)部低壓差穩(wěn)壓器接收電源。因此，當(dāng)用戶拔下電纜時(shí)，TCPP01-M12 根本不消耗任何能量。這對(duì)于希望用小電池制造微型產(chǎn)品的公司尤其重要。許多工程師可能低估了它，但是當(dāng)產(chǎn)品只有一支筆時(shí)，每一微安都很重要。

開始使用 X-核苷酸-SNK1M1

到目前為止，USB-C PD標(biāo)準(zhǔn)的要求非常高。工程師必須審查五千頁(yè)才能理解協(xié)議，團(tuán)隊(duì)必須從頭開始做幾乎所有事情。不過，意法半導(dǎo)體現(xiàn)在將在其所有帶有USB-C端口的新開發(fā)板上包含TCPP01-M12，設(shè)計(jì)人員可以讓我們的原理圖在設(shè)計(jì)中重復(fù)使用它們。我們還推出了 X-NUCLEO-SNK1M1，這是一款 64 引腳 Nucleo 擴(kuò)展板，具有 TCPP01-M12 和負(fù)載開關(guān)，當(dāng)與 NUCLEO-G100RB 或 NUCLEO-G071RE 開發(fā)板相關(guān)聯(lián)時(shí)，可創(chuàng)建高達(dá) 474 W 的灌電流 PPS USB-C 供電應(yīng)用。

工程師還可以將擴(kuò)展板與不容納USB供電控制器的微控制器一起使用，以模擬傳統(tǒng)應(yīng)用。TCPP01-M12存在于NUCLEO-L552ZE-Q和NUCLEO-U575ZI-Q上。該保護(hù)器件使用間距為 12 μm 的 QFN500 封裝，這在 PCB 組裝中更為常見，因此更易于訪問。我們甚至為希望使用Nucleo板STM32CubeMX和STM32CubeMonUCPD構(gòu)建原型的工程師提供應(yīng)用說明和入門指南。意法半導(dǎo)體還提供X-CUBE-TCPP，其中包含中間件和示例代碼。

審核編輯：郭婷