【揭秘】诱骗28V竟如此简单--HUSB238A-EVB-V2.0 使用指南
发布时间：2024-01-30
随着USB TYPE-C的流行，越来越多的桶形连接器正在转换成USB-C连接器，越来越多的电子产品从传统的USB接口升级为TYPE-C接口，并实现PD快充。大一统的充电接口, 充电器接口全兼容，给消费者带来极大的便利。当下，筋膜枪、无人机、游戏手柄、随手吸尘器、电动牙刷、电子美容仪、按摩器等产品成为消费电子市场上的新贵。这些热门电器背后，其自身“专用”充电器正在逐渐被USB-C接口充电器替代。通过USB PD Sink（PD受电端芯片，也叫PD诱骗芯片）芯片，以上产品均可实现USB-C接口，并快速迈入USB-C小家电时代。
PD诱骗芯片是受电端的一种PD协议芯片，它内置了PD通讯模块，通过与供电端（如PD充电器）的PD协议芯片握手通信，可以申请出需要的电压给产品供电。本期介绍的慧能泰HUSB238A是一款高性能PD诱骗芯片，精简的外围设计让使用变得简单，轻松实现诱骗28V。
HUSB238A是一款高度集成的独立的USB Type-C®和 Power Delivery（PD）Sink 控制器。它集成了CC逻辑、USB PD协议和传统协议，支持Type-C V2.1 & USB PD3.1标准、PPS 20mV和AVS 200mV调压，传输的额定功率可达240W（48V/5 A）。HUSB238A可以在I²C模式和GPIO模式下运行。在I²C模式下，一个I²C主机可以访问HUSB238A来设置基本配置、回读状态并执行高级功能，如数据角色变换，VDM信息等。而在GPIO模式下，一些功能是通过引脚的配置来实现的。HUSB238A的超低工作电流有助于系统降低总功耗，适合电池应用。它采用 QFN 3 mm x 3 mm-16L封装，用于具有传统桶连接器或USB micro-B电源连接器的电子设备，如物联网设备、无线充电器、无人机、智能扬声器、电动工具和其他设备。在I²C模式下，HUSB238A最大支持 48V/5A，包括 FPDO, PPS, EPR PDO, EPR AVS；在GPIO模式下，HUSB238A最大支持 28V/3.25A，包括FPDO, EPR PDO。HUSB238A也支持QC2.0和AFC。
外围精简
HUSB238A-EVB-V2.0主要配置为GPIO模式，体积小巧，外围配置非常简单，只需要2个电容和4个电阻，即可最大诱骗28V/3.25A。
图1：HUSB238A demo板及与一元硬币对比
使用简单
通过配置SNK_VSET和SNK_ISET对地电阻，就可以配置HUSB238A的请求电压和电流。
表 1：电阻和电压的对应关系
表 2：电阻和电流的对应关系
HUSB238A会从最高电压逐渐判断，直到如下条件同时满足时，HUSB238A发送请求。
(1) 广播PDO电压 ≤ RDO电压
(2) 广播PDO电流 ≥ RDO电流
例如：设置SNK_VSET=19.1kΩ，SNK_ISET=21kΩ，当广播5V/3A，9V/3A，12V/2.5A，15V/2A，20V/1.5A，9V/3A可以满足以上两个条件，故HUSB238A收到Source Cap后，会发送9V/3A请求。
测试结果
如下图，我们可以看到在空载和3.25A负载条件下，通过EPR线缆连接140W Apple适配器，均能成功握手PD 28V 。
图2：空载
图3：3.25A负载
图4：RSNK_VSET=100kΩ, ISET 引脚悬空，通过EPR线缆连接140W Apple适配器，成功握手PD 28V
在空载和3A负载条件下，连接65W适配器，成功握手PD 20V 。
图5：空载
图6：3A负载
图7：RSNK_VSET=100kΩ, RSNK_ISET=21kΩ，连接65W适配器，成功握手PD 20V
在空载和2A负载条件下，连接小米35W适配器，成功握手QC 12V。
图8：空载
图9：2A负载
图10：RSNK_VSET=100kΩ, RSNK_ISET=21kΩ，连接小米35W适配器，成功握手QC 12V
原理图
图11：HUSB238A-EVB-V2.0 原理图
产品特性
符合USB Type-C® V2.1和USB PD3.1规范
可对FPDO请求进行硬件配置
支持高达48 V/5 A的PDO
GPIO模式：支持最大28 V/3.25 A EPR PDO
I²C模式：支持APDO，最大48 V/5 A EPR PDO和 EPR AVS
支持SOP'检测
低功耗：IVDD< 45 μA
集成VBUS开关驱动
支持死电池
VBUS过压和欠压保护
过温保护，过温保护阈值可配置
4 kV HBM ESD
3 mm x 3 mm QFN-16L 封装形式
