MAX20463評(píng)估套件：汽車(chē)USB應(yīng)用的理想之選

在汽車(chē)電子領(lǐng)域，USB技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于可靠、高效的USB解決方案的需求也日益增長(zhǎng)。MAX20463評(píng)估套件為工程師提供了一個(gè)全面的平臺(tái)，用于評(píng)估和開(kāi)發(fā)基于MAX20463的汽車(chē)USB應(yīng)用。本文將詳細(xì)介紹MAX20463評(píng)估套件的特點(diǎn)、使用方法以及相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)。

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一、MAX20463評(píng)估套件概述

MAX20463評(píng)估套件用于評(píng)估MAX20463芯片，該芯片是一款小型、集成的USB Type-C解決方案，適用于汽車(chē)收音機(jī)、導(dǎo)航、連接性、USB主機(jī)和信息娛樂(lè)應(yīng)用。它可以將現(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，提供了單芯片解決方案。

1. 主要特性

• 集成USB Type - C接口：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，并支持1.5A和3.0A的VBUS電流限制。
• 與其他充電技術(shù)共存：可與BC1.2和蘋(píng)果充電技術(shù)共存，由上游模塊中的主機(jī)仿真器控制。
• 高側(cè)電源開(kāi)關(guān)保護(hù)：保護(hù)設(shè)備免受故障影響，大部分故障情況可由上游5V電源檢測(cè)和處理，避免可能的沖突。
• BIAS電路：解決汽車(chē)USB充電應(yīng)用中的瞬態(tài)問(wèn)題，即使VBUS因過(guò)流或其他低電壓情況短暫下降，設(shè)備在CC連接過(guò)程中仍能保持供電。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(guò)BIAS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(chē)電池短路時(shí)，可通過(guò)SENSE引腳檢測(cè)并通過(guò)GDRV引腳控制N溝道MOSFET停止電流流動(dòng)。
• 寬電壓范圍：設(shè)備和評(píng)估套件在4.75V至7V的VBUS電壓下工作。

2. 評(píng)估套件功能

評(píng)估套件可測(cè)試和配置MAX20463的CC電流廣告行為，通過(guò)CC_SEL引腳選擇不同的電流水平。套件配置為3A輸出操作，配備的3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。

二、快速啟動(dòng)指南

1. 所需設(shè)備

• MAX20463評(píng)估套件
• MAX20037或MAX20038評(píng)估套件
• 3米USB固定電纜
• 2Ω、20W電阻或連接到USB Type - C連接器（插頭）的電子負(fù)載
• 12.5V、4A直流電源（PS1）
• 3.3V/1A直流電源（PS2）
• 9V至18V可變、4A直流電源或12V汽車(chē)電池（PS3）
• 2個(gè)數(shù)字電壓表（DVM）或1個(gè)示波器
• MINIQUSB和MAX20037 GUI
• 4根0.1英寸頭跳線
• USB Type - A到Type - B電纜

2. 初始設(shè)置步驟

1. 驗(yàn)證MAX20037 GUI已安裝。
2. 驗(yàn)證SW1開(kāi)關(guān)設(shè)置為(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：VDD連接到3V3，SCL連接到SCL，SDA連接到SDA，GND連接到GND。
4. 將MINIQUSB +連接到計(jì)算機(jī)。
5. 驗(yàn)證MINIQUSB +在Windows設(shè)備管理器中被識(shí)別為USB串行轉(zhuǎn)換器。
6. 將關(guān)閉的PS1連接到MAX20037的VBAT和GND測(cè)試點(diǎn)之間。
7. 將3米USB固定電纜從MAX20037連接到MAX20463。
8. 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)（這是降壓輸出）。
9. 將DVM 2（或示波器通道2）連接到MAX20463評(píng)估套件的HVBUS和GND（這是便攜式設(shè)備將看到的電壓）。
10. 以12.5V、2A電流限制開(kāi)啟PS1。
11. DVM 1和DVM 2應(yīng)測(cè)量到約5V電壓。
12. 建立與GUI的I2C通信：打開(kāi)MAX20037 GUI，查看GUI底部的消息欄以驗(yàn)證MINIQUSB和評(píng)估套件已連接；點(diǎn)擊自動(dòng)讀取，輸出電壓和電流應(yīng)開(kāi)始定期更新。
13. 將負(fù)載連接到MAX20463評(píng)估套件的USB Type - C連接器。如果負(fù)載連接到HVBUS/GND而不是Type - C連接，HVBUS將不會(huì)啟用。要啟用HVBUS，將SW1的#1或#3位置設(shè)置為ON，其他位置設(shè)置為OFF。
14. 在GUI中禁用電壓調(diào)整（(Gain = 0)；默認(rèn)設(shè)置），測(cè)量電壓。降壓輸出電壓應(yīng)仍約為5V，由于通過(guò)SENSE電阻、輸出濾波器和PCB走線的電流，會(huì)有輕微下降。SENSP引腳的電壓應(yīng)保持恒定，與電流無(wú)關(guān)。
15. 點(diǎn)擊GUI中的+按鈕或直接在增益框中輸入533設(shè)置增益。
16. 降壓輸出電壓應(yīng)增加到6.3V，USB Type - C連接器末端的電壓現(xiàn)在應(yīng)為約5.2V。

三、USB屏蔽短路到電池測(cè)試

1. 按圖示將示波器、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(chē)輛線束電感選擇。如果MINIQUSB +未提供3V3，則需要PS2。
2. 將示波器配置為在USB SHIELD（CH2）的上升沿觸發(fā)。
3. 建議將電源PS3設(shè)置在9.0 - 18V之間：當(dāng)(PS3 ≤ 16V)時(shí)，串聯(lián)電感器可選；當(dāng)(PS3 > 16V)時(shí)，串聯(lián)電感器必需。也可以用12V鉛酸/AGM電池代替PS3。
4. 手動(dòng)在PS3和USB SHIELD之間施加短暫或連續(xù)的短路。觀察USB SHIELD/SENSE上因短路到電池事件產(chǎn)生的波形。
5. MAX20463將在短路到電池事件發(fā)生時(shí)使USB SHIELD開(kāi)路。只要USB (SHIELD > 300mV)，USB SHIELD將保持開(kāi)路。
6. 短路到電池情況消除后，USB SHIELD將再保持開(kāi)路2.7s，此時(shí)間段可讓MOSFET M1冷卻并防止保護(hù)電路重復(fù)觸發(fā)。時(shí)間過(guò)去后，USB SHIELD將重新連接到系統(tǒng)GND。

四、詳細(xì)描述

1. 評(píng)估套件接口

• J6跳線：通過(guò)控制CC_SEL引腳選擇CC1和CC2上的默認(rèn)廣告電流。將該引腳接地或連接到BIAS可在兩種指定充電電流之間選擇，具體如下表所示：	JUMPER POSITION	DESCRIPTION
  1 - 2	3A電流設(shè)置
  2 - 3	1.5A電流設(shè)置

• DIP開(kāi)關(guān)SW1：分別為CC1和CC2提供下拉電阻（Ra和Rd），這對(duì)于在沒(méi)有Type - C設(shè)備連接時(shí)進(jìn)行USB Type - C檢測(cè)是必要的。將一個(gè)Rd（5.1k）開(kāi)關(guān)設(shè)置為ON以進(jìn)行Type - C檢測(cè)。如果CC1或CC2上沒(méi)有這些下拉電阻之一，5V輸出將與USB連接器斷開(kāi)。開(kāi)關(guān)位置描述如下表所示：	SWITCH	DESCRIPTION
  1 = ON	CC1通過(guò)5.1kΩ電阻（R3 - Rd）下拉到地
  2 = ON	CC1通過(guò)1.2kΩ電阻（R4 - Ra）下拉到地
  3 = ON	CC2通過(guò)5.1kΩ電阻（R5 - Rd）下拉到地
  4 = ON	CC2通過(guò)1.2kΩ電阻（R6 - Ra）下拉到地

2. PCB布局指南

良好的PCB布局對(duì)于系統(tǒng)的正常性能至關(guān)重要。輸入和輸出電容之間需要低阻抗接地連接（通過(guò)暴露焊盤(pán)上的接地層走線），將暴露焊盤(pán)連接到地。在焊盤(pán)中放置多個(gè)過(guò)孔以連接到所有其他接地層，以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)纳?。不要使用單?dú)的電源和模擬接地，應(yīng)使用單一公共接地，因?yàn)楦哳l返回電流將直接在相應(yīng)走線下方流動(dòng)。

五、訂購(gòu)信息

號(hào)表示符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

六、總結(jié)

MAX20463評(píng)估套件為工程師提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)，用于評(píng)估和開(kāi)發(fā)汽車(chē)USB應(yīng)用。其豐富的功能和特性，如集成的USB Type - C接口、高側(cè)電源開(kāi)關(guān)保護(hù)、USB屏蔽短路保護(hù)等，使其成為汽車(chē)電子領(lǐng)域中USB解決方案的理想選擇。通過(guò)遵循快速啟動(dòng)指南和詳細(xì)的操作說(shuō)明，工程師可以順利地進(jìn)行測(cè)試和配置，為汽車(chē)USB應(yīng)用的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供有力支持。你在使用MAX20463評(píng)估套件的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。