1.前言

目前具有 USB 供電 (PD) 功能的 USB Type-C? 端口正在成為為單節和多節電池供電設備充電的標準端口。

無線揚聲器、移動電源和電動工具等應用已經從專有充電端口、傳統 USB 端口和桶形插孔端口過渡到標準化 USB PD 端口。

USB PD 為快速方便的充電提供了一種通用的替代方案，用戶無需隨身攜帶多個適配器或電纜——幫助設計工程師創建更小的應用程序，充電速度更快，組件更少。

隨著這些應用功能變得更加豐富、緊湊和耗電，有必要以更小的解決方案尺寸提供更多的功率。同時，消費者開始期待在他們的新設備上使用 USB Type-C。但是，對于產品開發人員來說，實現 USB PD 端口歷來頗具挑戰性。

2.簡化設計方案

在過去，添加 USB PD 端口需要非常深入地了解 USB 規范以及大量的固件和硬件開發工作。幾個不同的組件需要協同工作以促進 USB PD 支持。

為充電應用完成 USB PD 端口所需的兩個主要集成電路 (IC) 是 USB PD 控制器 IC 和電池充電器 IC。這些 IC 通常彼此獨立運行，并且無法在沒有外部微控制器 (MCU) 大量參與的情況下在系統中工作。

此限制還需要 MCU 固件開發，以便將 USB PD 端口上發生的事件傳達給電池充電器 IC。例如，一旦 USB PD 控制器 IC 在 USB Type-C 端口（或新的電源合同）上協商新的電壓和電流，微控制器需要從 USB PD 控制器讀回此信息，然后更新電池充電器的充電電流和充電電壓基于連接到 USB PD 端口的內容。此外，從 USB PD 端口為外部設備供電需要 USB PD 控制器、MCU 和電池充電器之間的額外通信。

將 MCU 編程為 USB PD 控制器和電池充電器之間的接口通常不是添加 USB PD 時所需的唯一固件開發。典型的 PD 控制器 IC 需要某種形式的固件開發來配置 PD 控制器行為本身，例如一起編譯一些代碼或腳本功能。必須配置 USB PD 控制器，以確保 PD 控制器上的設置滿足您的系統要求，包括系統可以吸收哪些電壓和電流以及可以提供哪些電壓和電流。

3.使用 TI 控制器和充電器進行設計

為了幫助簡化用于高達 45 W 的電池供電應用的 USB PD 端口的設計，TPS25750 USB PD 控制器增加了 I?2?C 主機支持，以直接控制 BQ25792 電池充電器，而無需外部 MCU 的任何干預。TPS25750 USB PD 控制器將根據 USB PD 端口上的功率協商，通過 I?2?C自動更新 BQ25792 的充電參數。因此，現在不需要外部 MCU，您無需開發固件即可為電池供電應用添加 USB PD 端口。

使用 TPS25750 的基于 Web 的圖形用戶界面 (GUI) 配置 USB PD 端口行為需要回答幾個關于您的 USB PD 端口需要支持什么的多項選擇題——不需要復雜的腳本、代碼編譯或固件開發。這不僅降低了材料清單成本；它允許您在不具備有關該技術的深入專業知識的情況下添加 USB PD。

TPS25750 和 BQ25792 集成了電池充電器和 USB PD 控制器所需的所有電源路徑。圖 1 突出顯示了這些設備如何為高達 45 W 的電池供電系統簡化 USB PD 端口的實施。當這兩個 IC 一起使用時，USB PD 端口將能夠支持雙向供電，提供源電源和接收電源，因此當系統連接到筆記本電腦、智能手機、耳機或交流適配器等外部設備時，使系統能夠從 USB PD 端口充電或充電。

除了這些系統實施優勢之外，TPS25750D 和 BQ25792 還集成了系統的所有場效應晶體管 (FET)，無需外部 MCU，使您能夠實現非常小的解決方案尺寸。與基于 MCU 的非集成 USB PD 電池充電實施相比，典型的系統解決方案尺寸約為 150 mm?2。使用 TPS2570 和 BQ25792 時，可以實現大約 55 mm?2的系統解決方案尺寸。

圖 1：TPS25750D 和 BQ25792 USB PD 電池充電器實施

圖 2 突出顯示了基于 MCU 的 USB PD 控制器和帶有外部 FET 的電池充電器，適用于需要高功率充電和系統功率通常大于 45 W 的應用。對于大于 45 W 的應用，請考慮將 TPS25750 控制器與 BQ25731 充電器配對。

圖 2：基于 MCU 的非集成解決方案

表 1 比較了基于集成和非集成 MCU 的解決方案的 USB PD 充電。

表 1：集成與非集成 USB PD 電池充電器實施比較

隨著法規推動通用充電器的出現，使用 USB PD 進行充電的趨勢最近變得更加緊迫。使用 TPS25750 和 BQ25792 更新您的系統以從 USB PD 充電現在比以往任何時候都更容易，使您能夠遷移到最新的通用充電連接器，同時不影響解決方案尺寸。

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