Microchip Technology MCP22350 USB Type-C?供電 (PD) 3.1端口控制器設(shè)計(jì)用作外部Microchip MCU/SoC的配套PD控制器。這些控制器符合USB Type-C?電纜和連接器規(guī)范以及USB PD 3.1規(guī)范。MCP22350高度集成的小尺寸PD端口控制器可為USB Type-C插座提供電纜插頭方向和檢測(cè)。這些控制器通過(guò)集成USB PD 3.1 MAC與合作伙伴的USB Type-C器件實(shí)現(xiàn)基帶通信。MCP22350控制器包括八個(gè)可配置的通用I/O引腳，采用4mm x 4mm 28-QFN封裝。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Microchip Technology MCP22350 USB Type-C? PD 3.1端口控制器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

MCP22350可通過(guò)USB Type-C連接器使用PD 3.1協(xié)議來(lái)協(xié)商備用模式。這些控制器可通過(guò)使用集成電源開(kāi)關(guān)，在兩個(gè)外部3.3V電源（VBUS和主電源）之間進(jìn)行選擇，以支持電池電量耗盡的情況。

MCP22350控制器集成了模擬分立元件，包括電源開(kāi)關(guān)、兩個(gè)支持Rp/Rd切換的VCONN場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及用于過(guò)壓/過(guò)流檢測(cè)的電流/電壓檢測(cè)電路。通過(guò)集成模擬分立元件，這些PD端口控制器為消費(fèi)類（智能手機(jī)、平板電腦、臺(tái)式電腦和筆記本電腦）和工業(yè)應(yīng)用提供了低功耗解決方案。

特性

• 用于microchip MCU或SoC的配套PD控制器
• 符合USB供電3.1規(guī)范的MAC
• 用于CPU/SoC通信的SPI接口
• 支持USB Type-C備用模式
• 雙角色端口 (DRP) 和快速角色交換 (FRS) 支持
• 支持DRP卸載模式
• 集成模擬分立元件：
  • VCONN FET，支持R p /Rd切換
  • 電池電量耗盡Rd端接
  • 針對(duì)過(guò)流情況的可編程電流檢測(cè)功能
  • 針對(duì)過(guò)壓情況的電壓檢測(cè)功能
• 集成3.3V電源開(kāi)關(guān)：
  • 支持電量耗盡的電池（僅限MCP22350-2）
  • 自動(dòng)在VBUS和3.3V主電源之間切換
• 電源和輸入/輸出：
  • 集成1.8V穩(wěn)壓器
  • 8個(gè)可配置通用I/O引腳
• 提供4mm x 4mm 28-QFN封裝

框圖

應(yīng)用示意圖

MCP22350 USB Type-C? PD 3.1端口控制器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

Microchip Technology的MCP22350是一款高度集成、小尺寸的USB Type-C? Power Delivery (PD) 3.1端口控制器，專為符合USB Type-C?電纜連接器規(guī)范和USB Power Delivery 3.1規(guī)范而設(shè)計(jì)。該器件提供了USB Type-C插座的電纜插頭方向和檢測(cè)功能，并通過(guò)集成的USB Power Delivery 3.1 MAC實(shí)現(xiàn)與合作伙伴USB Type-C設(shè)備的基礎(chǔ)通信。

主要特性

• ?高度集成設(shè)計(jì)?：集成了模擬離散組件，顯著減少了物料清單(BOM)和設(shè)計(jì)占用空間
• ?USB PD 3.1兼容?：完全符合最新USB Power Delivery規(guī)范
• ?雙角色端口(DRP)支持?：支持源端(DFP)和接收端(UFP)角色
• ? 快速角色交換(FRS) ?：支持電源角色的快速切換
• ?小型封裝?：采用4.0mm x 4.0mm的28-QFN封裝
• ?SPI接口?：便于與主控MCU/SoC通信

二、關(guān)鍵功能解析

1. 電源管理功能

MCP22350集成了多項(xiàng)電源管理特性，使其成為USB Type-C PD應(yīng)用的理想選擇：

• ?集成電源開(kāi)關(guān)?：自動(dòng)在VBUS和主3.3V之間切換，提供死電池支持(MCP22350-2型號(hào))
• ?VCONN FET?：集成VCONN供電控制，支持有源電纜
• ?過(guò)流/過(guò)壓檢測(cè)?：可編程電流檢測(cè)和電壓檢測(cè)功能
• ?1.8V LDO穩(wěn)壓器?：集成穩(wěn)壓器簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì)

2. 通信接口

• ?SPI接口?：最高支持25MHz時(shí)鐘頻率，用于與主控制器通信
• ?通用I/O?：8個(gè)可配置GPIO引腳，支持多種外設(shè)控制
• ?USB PD MAC?：完整實(shí)現(xiàn)PD 3.1協(xié)議棧，包括CRC生成/校驗(yàn)、4B/5B編解碼等

3. 系統(tǒng)控制特性

• ?多種工作模式?：支持SLEEP、STANDBY、ACTIVE等多種電源狀態(tài)
• ?中斷系統(tǒng)?：豐富的可配置中斷源，包括HPD、電源開(kāi)關(guān)、看門狗等
• ?PIO覆蓋功能?：無(wú)需軟件干預(yù)即可改變PIO狀態(tài)，快速響應(yīng)關(guān)鍵事件

三、典型應(yīng)用電路

1. 電源連接配置

MCP22350提供兩種版本，電源連接略有不同：

?MCP22350-1電源連接?：

• 3.3V板級(jí)電源通過(guò)3V3_ALW引腳供電
• 需要1μF電容連接VSW引腳
• VDD18_CAP需要1μF電容

?MCP22350-2電源連接?：

• 增加了2.2μF電容用于死電池支持
• 其余配置與MCP22350-1相同

2. 典型應(yīng)用框圖

在筆記本應(yīng)用中，MCP22350通常作為配套PD控制器與主MCU配合使用：

• 通過(guò)SPI接口與主MCU通信
• 控制外部電源設(shè)備實(shí)現(xiàn)電壓/電流調(diào)節(jié)
• 管理USB Type-C連接檢測(cè)和方向控制

四、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?死電池支持?：MCP22350-2版本提供硬件級(jí)死電池支持，適合電池供電應(yīng)用
2. ?VCONN放電?：當(dāng)UFP斷開(kāi)時(shí)，必須按照規(guī)范在tVconnOff(35ms)內(nèi)斷開(kāi)VCONN供電
3. ?DRP設(shè)計(jì)?：實(shí)現(xiàn)雙角色端口時(shí)需注意tDRP定時(shí)器配置(50-100ms范圍)
4. ?散熱考慮?：雖然采用小尺寸QFN封裝，但需確保適當(dāng)散熱，特別是在高功率傳輸時(shí)

五、目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域

MCP22350適用于廣泛的消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用，包括但不限于：

• 筆記本電腦
• 一體機(jī)/臺(tái)式PC
• 智能手機(jī)和平板電腦
• 顯示器和擴(kuò)展塢
• HDTV和打印機(jī)
• 多端口充電器