MAX16972A評估套件：汽車USB 2.0保護IC評估利器

在汽車電子領(lǐng)域，USB接口的應(yīng)用越來越廣泛，對USB接口的保護也變得至關(guān)重要。MAX16972A評估套件為評估MAX16972和MAX16972A汽車USB 2.0保護IC提供了一個便捷的平臺。下面，我們就來詳細了解一下這個評估套件。

文件下載：MAX16972AGTEVKIT#.pdf

一、概述

MAX16972A評估套件用于演示MAX16972和MAX16972A汽車USB 2.0保護IC。這些IC支持高速、全速和低速操作，并且集成了專門的充電和主機充電器端口檢測電路，能夠為符合蘋果1A專用充電模式、USB - IF主機充電器端口檢測協(xié)議和中國YD/T 1591 - 2009標準的消費設(shè)備實現(xiàn)快速充電。具有自動檢測功能的專用充電模式可自動為連接的便攜式設(shè)備選擇正確的專用充電協(xié)議。帶有GEEB和GTEB后綴的IC還支持根據(jù)USB - IF OTG規(guī)范對+5V總線進行獨立控制，并增加了蘋果2.1A專用充電支持。

評估套件有兩種版本可供選擇：MAX16972AGTEVKIT#（TQFN版本）和MAX16972AGEEVKIT#（QSOP版本），分別安裝了MAX16972AGTEB/V+和MAX16972AGEEB/V+。這些用戶友好的評估套件由于板載MAX15007A汽車穩(wěn)壓器提供IN邏輯電源，可直接連接到USB主機端口。

二、特性亮點

1. 高速數(shù)據(jù)開關(guān)

具備900MHz帶寬的USB 2.0數(shù)據(jù)開關(guān)，能夠滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

2. 集成充電和檢測電路

集成了專用充電和主機充電器端口檢測電路，支持500mA至3A的充電電流。

3. 多模式兼容

支持USB 2.0的低速、全速和高速操作，確保與各種USB設(shè)備的兼容性。

4. 全面保護功能

在受保護的HVBUS輸出端提供短路到電池、短路到地和過流保護；在受保護的HVD+和HVD - 輸出端提供短路到電池和短路到HVBUS保護。

5. 電源靈活性

可采用USB供電或用戶提供的電源。

6. 成熟的PCB布局

經(jīng)過驗證的PCB布局，并且套件已完全組裝和測試，減少了工程師的開發(fā)時間。

三、快速啟動指南

1. 所需設(shè)備

• MAX16972A評估套件
• 5V、3A直流電源（電源A）
• 18V、2A直流電源（電源B）
• 10Ω、5W電阻（負載A）和10Ω、40W可調(diào)電阻（負載B）
• 電壓表或示波器

2. 操作步驟

• 初始設(shè)置：將SW1 - EN開關(guān)設(shè)置為1位置，SW1 - CHEN開關(guān)設(shè)置為0位置，確保跳線JU7的跳線器安裝在引腳1 - 2之間。
• 連接負載：在評估套件的紅色HVBUS測試點和GND1測試點之間連接負載A。
• 電源設(shè)置與連接：將電源A輸出設(shè)置為5V并禁用輸出，將電源A的正極連接到評估套件的紅色VBUS測試點，將電源A連接到評估套件的黑色GND2測試點；將電源B輸出設(shè)置為18V，電流限制設(shè)置為2A并禁用輸出，將電源B的接地端連接到GND1測試點，將電源B的正極連接到測試線（18V測試線）備用。
• 電壓測量與驗證：將電壓表或示波器的接地參考連接到GND1測試點，啟用電源A的5V電源，啟用電源B的18V電源，使用電壓表或示波器探測HVBUS測試點，驗證電壓是否為5V，同時驗證電源A的輸出電流是否約為500mA。

3. 故障模擬測試

• 過壓事件模擬：分別將18V測試線連接到J1 USB連接器的D - 或D +數(shù)據(jù)線以及HVBUS測試點，觀察電源A輸出電流和FAULT PCB焊盤電壓的變化，移除測試線后再次觀察恢復(fù)情況。
• 短路到地事件模擬：用測試線將HVBUS測試點連接到GND1測試點，觀察電源A輸出電流和FAULT PCB焊盤電壓的變化，移除測試線并重新連接負載A后觀察恢復(fù)情況。
• 欠壓事件模擬：對于受保護的HVBUS引腳，通過調(diào)整可調(diào)負載B的值來模擬欠壓事件；對于BUS引腳，通過降低電源A的電壓來模擬欠壓事件，觀察相應(yīng)的電流和電壓變化以及恢復(fù)情況。
• 低RISET事件模擬：將ISET測試點連接到GND2測試點，觀察電源A輸出電流和FAULT PCB焊盤電壓的變化，移除測試線后觀察恢復(fù)情況。

4. 專用充電功能測試

若要測試專用充電功能，需要一個支持USB - IF BC1.2 DCP、中國YD/T1591 - 2009或蘋果專用充電的便攜式設(shè)備。通過設(shè)置SW1 - EN和SW1 - CHEN開關(guān)的位置，將MAX16972AGEEB/V+置于蘋果1A/DCP自動檢測模式或蘋果2.1A/DCP自動檢測模式。確保ISET電阻設(shè)置允許的充電電流等于或大于便攜式設(shè)備的最大充電電流，使用設(shè)備制造商提供的USB電纜將便攜式設(shè)備連接到評估套件，若設(shè)備以快速充電操作預(yù)期的電流充電，則測試成功。

四、硬件詳細描述

1. 保護功能

該評估套件所演示的MAX16972和MAX16972A系列汽車USB保護IC，具有集成的快速充電電路、USB - IF主機充電器端口檢測功能，在5V總線和USB數(shù)據(jù)線上提供過壓和高ESD保護。5V總線還能防止過流和短路到地的情況，電流限制可在500mA至1A之間設(shè)置。USB數(shù)據(jù)線保護包括ESD和過壓保護（OVP），適用于所有操作模式，無論是否使用USB收發(fā)器。

2. 短路保護實現(xiàn)

HVBUS短路到電池保護通過外部功率FET實現(xiàn)，內(nèi)部電荷泵驅(qū)動該FET的柵極，產(chǎn)生7V（最小值）的柵源電壓。若不需要HVBUS短路到電池保護，可移除外部FET并將HVBUS引腳直接連接到S_DMOS引腳。同時，受保護的HVBUS輸出端還提供短路到地和過流保護，保護內(nèi)部BUS電源軌免受過流故障影響。

3. 工作模式與阻抗設(shè)計

IC支持USB高速、全速和低速操作，所有USB信號走線均設(shè)計為90Ω差分阻抗。

4. 電流限制設(shè)置

IC可通過連接在ISET引腳上的電阻設(shè)置功率開關(guān)的正向電流限制，評估套件PCB出廠時安裝了15.4kΩ電阻。

5. 設(shè)備使能與充電檢測使能

設(shè)備的使能引腳根據(jù)評估的設(shè)備不同，可為高電平有效或低電平有效，通過設(shè)置SW1 - EN開關(guān)來控制使能引腳的高低電平。CHEN用于啟用IC的主機充電端口檢測電路，通過設(shè)置SW1 - CHEN開關(guān)來控制其邏輯電平。

6. 電源供應(yīng)

USB收發(fā)器電源通過J2 USB連接器或VBUS和GND2測試點設(shè)置，受保護的USB HVBUS連接到J1 USB連接器和HVBUS測試點。默認情況下，邏輯電源（IN）由板載MAX15007A 3.3V穩(wěn)壓器提供，用戶也可通過EXT_VIN和GND2測試點施加外部邏輯電源，并將跳線JU7的跳線器置于2 - 3位置。

五、訂購信息

其中，#表示符合RoHS標準。

六、故障條件

故障條件引腳（FAULT）為低電平有效，評估套件板上的上拉電阻（R5）連接到IN電源。

七、總結(jié)

MAX16972A評估套件為工程師提供了一個全面的平臺，用于評估MAX16972和MAX16972A汽車USB 2.0保護IC的性能和功能。通過詳細的快速啟動指南和豐富的故障模擬測試，工程師可以深入了解這些IC的特性和保護機制。其成熟的PCB布局和多種保護功能，為汽車USB接口的設(shè)計提供了可靠的保障。你在使用類似評估套件時，是否也遇到過一些特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。