探索CY4533 EZ - PD? BCR評(píng)估套件：開啟USB Type - C電源轉(zhuǎn)換新征程

作為電子工程師，我們一直在尋找更高效、更靈活的電源解決方案。CY4533 EZ - PD? Barrel Connector Replacement (BCR) Evaluation Kit (EVK) 就是這樣一款令人矚目的產(chǎn)品，它為我們帶來了從傳統(tǒng)直流桶形連接器向USB Type - C連接器過渡的便利。

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一、套件簡介與內(nèi)容

CY4533 EVK基于賽普拉斯USB Type - C和電源傳輸控制器中的BCR產(chǎn)品，旨在為通過USB Type - C連接器獲取電源的應(yīng)用提供評(píng)估平臺(tái)。像揚(yáng)聲器、剃須刀、電動(dòng)工具、調(diào)制解調(diào)器等使用桶形連接器供電的設(shè)備，都能受益于這種通用電源接口。

套件包含CY4533 EZ - PD BCR EVK板和快速入門指南。不過，要進(jìn)行演示還需額外的硬件，如USB Type - C電源適配器、帶桶形插頭的兩線電纜、接受桶形輸入的設(shè)備、USB - C電纜、萬用表、3mm平頭螺絲刀、剝線鉗以及CY4500 EZ - PD協(xié)議分析儀等。

由于網(wǎng)絡(luò)問題，未能搜索到CY4533 EZ - PD BCR評(píng)估套件的硬件組成相關(guān)內(nèi)容，我們接著根據(jù)文檔來介紹其硬件情況。

二、硬件剖析

2.1 板卡細(xì)節(jié)

CY4533 BCR EVK板上有多個(gè)關(guān)鍵組件。U1是EZ - PD BCR控制器，負(fù)責(zé)管理USB Type - C端口并控制負(fù)載開關(guān)；J2是僅用于供電的USB Type - C連接器；SW1是單極5擲旋轉(zhuǎn)開關(guān)，可改變VBUS上協(xié)商的最大電壓；Q1是作為負(fù)載開關(guān)的PFET，用于隔離系統(tǒng)電源與VBUS；還有多個(gè)電阻選擇器，如R3、R5等，用于設(shè)置BCR與USB Type - C充電器協(xié)商的電壓和電流。

2.2 BCR系統(tǒng)概述

傳統(tǒng)電子設(shè)備通常使用定制的直流桶形電源適配器，而USB Type - C為設(shè)備提供了一種更通用的電源解決方案。EZ - PD BCR控制器實(shí)現(xiàn)了從直流桶形到USB Type - C的輕松過渡，CY4533 EVK一端通過USB Type - C連接器與電源適配器協(xié)商功率，另一端通過終端塊J3連接帶直流桶形插頭的電纜，成為兩者之間的轉(zhuǎn)換器。

2.3 框圖與功能描述

2.3.1 EZ - PD BCR控制器特性

它是一款固定功能的USB Type - C和電源傳輸控制器，支持USB - PD Rev 3和Type - C Rev 1.2，集成了精密的Rd和死電池Rd終端電阻、用于從VBUS供電的穩(wěn)壓器，支持帶斜率控制的高壓P - MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器，具備片上OVP和UVP保護(hù)以及系統(tǒng)級(jí)ESD保護(hù)。

2.3.2 DC電源傳輸系統(tǒng)

USB Type - C電源適配器提供的電源通過一組背對(duì)背的Power PMOSFET傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備或負(fù)載。這些PMOSFET可減少大電容負(fù)載引起的浪涌電流，當(dāng)VBUS輸入超出范圍或電源適配器無法提供所需電壓時(shí)，BCR設(shè)備會(huì)關(guān)閉FET以保護(hù)系統(tǒng)。

2.3.3 VBUS電壓和電流選擇器

BCR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引腳的分壓器確定最小和最大電壓，ISNK_COARSE和ISNK_FINE分壓器確定最小電流的粗調(diào)和細(xì)調(diào)設(shè)置。當(dāng)工作電流值ISNK大于5A時(shí)，BCR設(shè)備會(huì)將其限制為5A。

2.3.4 FAULT LED和安全5V負(fù)載開關(guān)

當(dāng)Type - C電源適配器無法提供系統(tǒng)所需的電壓或電流，或者VBUS電壓超出設(shè)置范圍時(shí)，F(xiàn)AULT LED會(huì)亮起。此時(shí)，BCR設(shè)備會(huì)協(xié)商5V 900mA的電源并打開安全5V負(fù)載開關(guān)，系統(tǒng)可利用此電壓以降低功能模式運(yùn)行或提示連接了不兼容的電源適配器。

2.3.5 8引腳I/O頭

CY4533 EVK的8引腳頭（J1）用于調(diào)試，暴露了一些引腳、BCR設(shè)備產(chǎn)生的內(nèi)部3.3V軌和接地引腳。HPI引腳連接到BCR上的I2C從機(jī)，F(xiàn)LIP引腳可檢測Type - C電纜連接的方向。

2.4 更改從電源適配器請(qǐng)求的VBUS電壓和電流

BCR控制器執(zhí)行能力匹配算法，根據(jù)VBUS電壓和電流選擇器引腳維護(hù)一個(gè)Sink Capabilities列表，從連接的USB Type - C電源適配器中選擇最佳電壓和電流。如果VBUS_MIN值高于5V，會(huì)在第一個(gè)Sink Power Delivery Object (PDO) 中設(shè)置“更高能力”位。

三、套件操作

3.1 演示所需外部硬件

演示需要USB Type - C電源適配器或移動(dòng)電源、連接電纜、接受直流桶形輸入的電子設(shè)備、直流桶形電源適配器、3mm平頭螺絲刀、剝線鉗、萬用表等。

3.2 運(yùn)行演示

3.2.1 演示#1：將電子設(shè)備轉(zhuǎn)換為通過USB Type - C供電

先切斷直流桶形電源電纜，將電線連接到CY4533 EVK的終端塊J3，設(shè)置旋轉(zhuǎn)開關(guān)（SW1）到相應(yīng)位置，再將桶形插頭連接到設(shè)備，最后連接USB Type - C電纜，設(shè)備即可由USB Type - C電源適配器供電。

3.2.2 演示#2：使用萬用表和EZ - PD協(xié)議分析儀測試

將萬用表連接到DC_OUT終端塊J3，可并聯(lián)負(fù)載。將CY4533 EVK連接到EZ - PD協(xié)議分析儀，安裝相關(guān)軟件和驅(qū)動(dòng)，打開軟件開始捕獲。連接USB Type - C電源適配器后，可在分析儀軟件上看到USB Power Delivery數(shù)據(jù)包。通過設(shè)置VBUS_MAX旋轉(zhuǎn)開關(guān)，可驗(yàn)證萬用表顯示的電壓是否符合預(yù)期。

3.3 不匹配能力下的行為

如果USB Type - C電源適配器能提供符合VBUS_MIN和VBUS_MAX限制的電壓，CY4533 EVK會(huì)打開負(fù)載開關(guān)；若不匹配，BCR設(shè)備會(huì)指示能力不匹配并關(guān)閉負(fù)載開關(guān)，紅色FAULT LED亮起，VBUS電壓會(huì)路由到VSAFE5V測試點(diǎn)。

四、安全與術(shù)語

在使用CY4533 EVK時(shí)，要注意安全信息，如ESD保護(hù)、正確處理板卡以及遵守最大電流限制等。同時(shí)，了解相關(guān)術(shù)語對(duì)于理解USB Type - C和電源傳輸協(xié)議至關(guān)重要，如Alternate Modes、Configuration channel (CC)、USB Power Delivery (USB PD)等。

CY4533 EZ - PD? BCR評(píng)估套件為我們提供了一種便捷、高效的電源轉(zhuǎn)換解決方案。它不僅簡化了從傳統(tǒng)電源接口向USB Type - C的過渡，還為我們的設(shè)計(jì)帶來了更多的靈活性和可能性。作為電子工程師，我們可以充分利用這個(gè)套件，開發(fā)出更具創(chuàng)新性的電源應(yīng)用。大家在實(shí)際使用過程中，有沒有遇到過什么有趣的問題或者獨(dú)特的應(yīng)用場景呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。