MAX20463A評(píng)估套件：汽車USB充電應(yīng)用的理想之選

在汽車電子領(lǐng)域，USB充電應(yīng)用的需求日益增長(zhǎng)，對(duì)相關(guān)設(shè)備的性能和安全性提出了更高的要求。MAX20463A評(píng)估套件為工程師們提供了一個(gè)全面的解決方案，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。

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一、概述

MAX20463A評(píng)估套件用于評(píng)估MAX20463A芯片，該芯片是一款小型集成USB Type - C?解決方案，適用于汽車收音機(jī)、導(dǎo)航、連接性、USB主機(jī)和信息娛樂應(yīng)用。它能將現(xiàn)有的下游端口從支持USB - A連接器轉(zhuǎn)換為支持USB Type - C連接器，提供單芯片解決方案。

二、芯片特性與優(yōu)勢(shì)

（一）USB Type - C接口與充電模式

• 接口控制：集成USB Type - C接口，可控制USB Type - C連接器中的新配置通道（CC）引腳，支持下游端口（DFP）角色。
• 充電模式：具有可配置的充電檢測(cè)模式，支持USB - C 3.0A和1.5A的VBUS電流限制，還能與BC1.2和蘋果充電技術(shù)共存。

（二）保護(hù)功能

• 高側(cè)電源開關(guān)：集成的高側(cè)電源開關(guān)可保護(hù)設(shè)備免受故障影響，讓上游5V電源檢測(cè)和處理大多數(shù)故障情況，避免可能的沖突。
• BIAS電路：為汽車USB充電應(yīng)用中的瞬態(tài)條件提供解決方案。即使在CC連接過程中，VBUS因過流或其他低電壓情況短暫下降，設(shè)備也能保持供電。設(shè)備的持續(xù)供電時(shí)間可由模塊設(shè)計(jì)工程師通過BIAS上的電容配置，電容至少為22μF。
• USB屏蔽短路保護(hù)：集成USB屏蔽短路到電池的保護(hù)功能。當(dāng)USB屏蔽與汽車電池短路時(shí)，MAX20463A可通過SENSE引腳檢測(cè)該情況，并通過GDRV引腳控制N溝道MOSFET來停止電流流動(dòng)。

三、評(píng)估套件功能

（一）CC電流廣告行為測(cè)試

評(píng)估套件可對(duì)MAX20463A的CC電流廣告行為進(jìn)行測(cè)試和配置，通過CC_SEL引腳實(shí)現(xiàn)。通過跳線J6將CC_SEL引腳連接到BIAS或GND，可在兩種不同電流水平之間進(jìn)行選擇。

（二）輸出配置與電源適配

套件配置為3A輸出操作，附帶的三米USB電纜可用于與上游電壓補(bǔ)償電源（如MAX16984、MAX16987、MAX20037或MAX20038）配合使用進(jìn)行演示。

四、快速啟動(dòng)步驟

（一）所需設(shè)備

包括MAX20463A評(píng)估套件、MAX20037或MAX20038評(píng)估套件、3m USB captive電纜、2Ω 20W電阻或連接到USB Type - C連接器的電子負(fù)載、12.5V 4A直流電源（PS1）、3.3V/1A直流電源（PS2）、可變9V至18V 4A直流電源或12V汽車電池（PS3）、2個(gè)數(shù)字電壓表（DVM）或1個(gè)示波器、MINIQUSB和MAX20037 GUI、4x 0.1” - 頭跳線、USB Type - A到Type - B電纜。

（二）初始設(shè)置

1. 驗(yàn)證MAX20037 GUI已安裝。
2. 設(shè)置SW1開關(guān)為 (HVEN = 1) ， (ENBUCK = 1) ， (SYNC =0) ， (CDP/DCP = 0) 。
3. 使用跳線將MINIQUSB連接到MAX20037評(píng)估套件。
4. 將MINIQUSB + 連接到計(jì)算機(jī)，并在Windows設(shè)備管理器中驗(yàn)證其被識(shí)別為USB串行轉(zhuǎn)換器。
5. 將關(guān)閉的PS1連接到MAX20037的VBAT和GND測(cè)試點(diǎn)。
6. 將3m USB captive電纜從MAX20037連接到MAX20463A。
7. 將DVM 1（或示波器通道1）連接到MAX20037評(píng)估套件的USB_5V和GND測(cè)試點(diǎn)，將DVM 2（或示波器通道2）連接到MAX20463A評(píng)估套件的HVBUS和GND。
8. 以12.5V和2A電流限制開啟PS1，此時(shí)兩個(gè)電壓表應(yīng)測(cè)量到約5V電壓。
9. 建立I2C通信到GUI，打開MAX20037 GUI，點(diǎn)擊自動(dòng)讀取，輸出電壓和電流應(yīng)開始定期更新。
10. 將負(fù)載連接到MAX20463A評(píng)估套件的USB Type - C連接器。若負(fù)載連接到HVBUS/GND而非Type - C連接，需設(shè)置SW1 #1或#3為ON以啟用HVBUS。
11. 在GUI中禁用電壓調(diào)整（ (Gain =0) ），測(cè)量電壓，降壓輸出電壓仍應(yīng)為約5V，SENSP引腳電壓應(yīng)保持恒定。
12. 在GUI中設(shè)置增益為533，降壓輸出電壓應(yīng)增加到6.3V，USB Type - C連接器末端電壓應(yīng)為約5.2V。

五、短路測(cè)試

（一）測(cè)試設(shè)置

將示波器、額外電源（PS3）和電感器連接到評(píng)估套件，電感器應(yīng)根據(jù)預(yù)期的車輛線束電感選擇。若MINIQUSB + 未提供3V3，則需要PS2。

（二）測(cè)試過程

1. 配置示波器在USB SHIELD（CH2）的上升沿觸發(fā)。
2. 將電源PS3設(shè)置在9.0 - 18V之間，當(dāng) (PS3 ≤16 ~V) 時(shí)，串聯(lián)電感器可選；當(dāng) (PS3 > 16V) 時(shí)，串聯(lián)電感器必需。也可用12V鉛酸/AGM電池代替PS3。
3. 手動(dòng)在PS3和USB SHIELD之間施加短暫或連續(xù)短路，觀察USB SHIELD/SENSE上因短路到電池事件產(chǎn)生的波形。
4. MAX20463A會(huì)在短路到電池事件時(shí)使USB SHIELD開路，只要USB (SHIELD > 150mV) ，USB SHIELD將保持開路。
5. 短路移除后，USB SHIELD將再保持開路2.7s，之后重新連接到系統(tǒng)GND。

六、詳細(xì)描述

（一）評(píng)估套件接口

• J6跳線：通過控制CC_SEL引腳選擇CC1和CC2上的默認(rèn)廣告電流，將該引腳連接到地或BIAS可在兩種指定充電電流之間選擇。
• SW1開關(guān)：為CC1和CC2提供下拉電阻（Ra和Rd），用于在未連接Type - C設(shè)備時(shí)進(jìn)行USB Type - C檢測(cè)。

（二）PCB布局指南

良好的PCB布局對(duì)系統(tǒng)性能至關(guān)重要。輸入和輸出電容器之間需要低阻抗接地連接，通過暴露焊盤上的接地層走線，將暴露焊盤連接到地，并在焊盤上放置多個(gè)過孔以連接到所有其他接地層，以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)纳?。?yīng)使用單一公共接地，避免使用單獨(dú)的電源和模擬接地。

七、訂購(gòu)信息

評(píng)估套件型號(hào)為MAX20463AEVKIT#，其中#表示符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

MAX20463A評(píng)估套件為汽車USB充電應(yīng)用提供了一個(gè)功能強(qiáng)大且易于使用的解決方案，工程師們可以通過該套件深入了解和評(píng)估MAX20463A芯片的性能，為實(shí)際應(yīng)用中的設(shè)計(jì)提供有力支持。你在使用類似評(píng)估套件時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。