MAX77958評(píng)估套件：2S/3S Li+ 6A輸出降壓 - 升壓充電器的綜合評(píng)測(cè)

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)中，充電器的性能和兼容性至關(guān)重要。MAX77958評(píng)估套件為我們提供了一個(gè)全面評(píng)估USB Type - C和電源傳輸控制器的平臺(tái)。今天，我們就來(lái)深入了解一下這個(gè)評(píng)估套件。

文件下載：MAX77958EVKIT-2S6#.pdf

一、套件概述

MAX77958評(píng)估套件（EV kit）是一塊經(jīng)過(guò)完全組裝和測(cè)試的印刷電路板（PCB），它主要用于展示MAX77958獨(dú)立USB Type - C和電源傳輸控制器的功能。該套件可以讓我們輕松評(píng)估以下眾多特性：

• USB Type - C檢測(cè)與PD通信：包括電源角色（Sink和Source）、數(shù)據(jù)角色（UFP和DFP）檢測(cè)，PD適配器檢測(cè)和通信，集成VCONN開(kāi)關(guān)與過(guò)流保護(hù)（OCP），電源/數(shù)據(jù)角色交換，可編程電源（PPS）支持（需PD適配器支持PPS），音頻和調(diào)試附件Sink/Source模式，以及廠商定義消息（VDM）。
• BC1.2傳統(tǒng)充電器檢測(cè)：能夠檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)下游端口（SDP）、充電下游端口（CDP）、專用充電端口（DCP）和DCD超時(shí)。
• I2C主控制器：用于控制配套的IC。
• 可配置GPIO：共有九個(gè)可配置的GPIO，其中GPIO6用于從設(shè)備ID（SID）設(shè)置。

套件中還包含了MAX77961充電器，用于展示MAX77958的I2C主功能。MAX77961是一款適用于2S/3S Li + 電池應(yīng)用的降壓 - 升壓充電器，輸入電壓范圍為3.5V至25V，最大可編程快速充電電流為6A。通過(guò)CONG引腳電阻（R5），可以將其配置為2節(jié)或3節(jié)電池應(yīng)用，具體可參考MAX77961的數(shù)據(jù)手冊(cè)。

此外，套件上安裝了MAX16904（降壓轉(zhuǎn)換器），用于為VCONN引腳提供5V電壓。當(dāng)MAX77958處于SOURCE電源角色時(shí)，它會(huì)使用GPIO2來(lái)啟用該降壓轉(zhuǎn)換器。

二、套件特性

（一）硬件特性

1. 高電壓VBUS范圍：能夠適應(yīng)較寬的電壓范圍，提高了兼容性。
2. CC引腳短路到VBUS保護(hù)：有效保護(hù)電路，避免因短路而損壞。
3. Type - C和USB - PD支持
   • 模式配置：支持DFP/UFP/DRP模式。
   • 兼容性：與Type - C rev1.3和PD3.0兼容。
   • 電纜方向和電源角色檢測(cè)：可以準(zhǔn)確檢測(cè)電纜方向和電源角色。
   • 集成VCONN開(kāi)關(guān)與OCP：保障電路安全。
   • 其他支持：支持Try.Snk狀態(tài)、音頻、調(diào)試附件Sink/Source模式、快速角色交換（FRS）初始Sink支持、可編程電源（PPS）Sink支持。
4. BC1.2傳統(tǒng)/專有充電器檢測(cè)：集成D + /D - 開(kāi)關(guān)，方便檢測(cè)傳統(tǒng)充電器。
5. MTP內(nèi)存：用于存儲(chǔ)自定義配置，增加了靈活性。
6. 濕度檢測(cè)和腐蝕預(yù)防：提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。
7. 自定義腳本：可根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行定制化配置。
8. I2C可編程配置：方便進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。
9. I2C主控制器：可控制外部充電器或DC - DC轉(zhuǎn)換器IC。
10. 九個(gè)可配置GPIO：可用于各種控制和檢測(cè)功能。
11. 板載I2C接口：便于與其他設(shè)備進(jìn)行通信。
12. Windows 10兼容：可以使用Windows 10系統(tǒng)進(jìn)行軟件配置和測(cè)試。
13. 成熟的PCB布局：經(jīng)過(guò)優(yōu)化的布局，保證了性能和穩(wěn)定性。
14. 完全組裝和測(cè)試：到手即可使用，節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間。

（二）軟件特性

套件配備了基于Windows的軟件，提供了一個(gè)用戶友好的圖形界面（GUI），可以方便地對(duì)MAX77958的各項(xiàng)功能進(jìn)行配置和測(cè)試。每個(gè)GUI控制項(xiàng)都對(duì)應(yīng)MAX77958中的一個(gè)寄存器，具體可參考MAX77958數(shù)據(jù)手冊(cè)中的寄存器映射部分。

三、快速啟動(dòng)

（一）所需設(shè)備

1. MAX77958評(píng)估套件，包括MAX77958EVKIT - 2S6/3S6#板、Micro - B USB電纜和MAX77958 EV套件軟件（GUI）。
2. Type - C或PD旅行適配器（TA）。
3. 電源，包括電池模擬器（或帶電子負(fù)載的電源）。
4. 萬(wàn)用表。
5. 基于Windows的PC。
6. 示波器，用于監(jiān)測(cè)CC引腳或其他信號(hào)。

（二）硬件詳細(xì)說(shuō)明

默認(rèn)情況下，跳線設(shè)置將MAX77958配置為自主模式，以控制MAX77961為2S/3S Li + 電池充電。對(duì)于其他應(yīng)用場(chǎng)景，可以參考表2中的跳線設(shè)置。

（三）軟件安裝

1. 可以從Maxim的網(wǎng)站（http://www.maximintegrated.com/products/MAX77958 ，在“Design & Development”標(biāo)簽下）下載MAX77958EVKIT GUI。
2. 將EV套件軟件保存到臨時(shí)文件夾并解壓ZIP文件。
3. 運(yùn)行.EXE文件，按照屏幕上的說(shuō)明完成安裝。
4. 首次將Micro - USB電纜連接到PC和EV套件后，等待Windows自動(dòng)安裝USB到I2C接口的驅(qū)動(dòng)程序。

四、測(cè)試過(guò)程

（一）自主模式2S/3S應(yīng)用

1. SINK模式

當(dāng)MAX77958配置為SINK時(shí)，它會(huì)啟用MAX77961的充電器模式，并根據(jù)USB Type - C和BC1.2檢測(cè)結(jié)果設(shè)置MAX77961的輸入電流限制。具體步驟如下：

• 將電池模擬器連接到BATTP和BATTN之間，將電壓調(diào)整到7V并打開(kāi)。
• 將USB Type - C交流適配器連接到EV套件。
• 觀察電池模擬器的電流讀數(shù)，MAX77958會(huì)根據(jù)CC檢測(cè)結(jié)果設(shè)置充電器的輸入電流限制。如果沒(méi)有電池模擬器，可以使用電源與電子負(fù)載并聯(lián)進(jìn)行測(cè)試。

2. SOURCE模式

當(dāng)MAX77958配置為SOURCE時(shí)，MAX77961會(huì)自動(dòng)切換到反向降壓模式，并向VBUS提供5.1V電壓。具體步驟如下：

• 將電池模擬器連接到BATTP和BATTN之間，將電壓調(diào)整到7V并打開(kāi)。
• 確保沒(méi)有連接USB Type - C電纜。
• 短接J11的Pin1 - 2和J8的Pin2 - 3，將5.1kΩ的Rd連接到CC1。
• 監(jiān)測(cè)VBUS的電壓，檢查是否等于5.1V。

（二）初始測(cè)試設(shè)置

1. 在完成所有連接之前，不要打開(kāi)直流電源。
2. 確認(rèn)所有跳線都處于表2中所示的默認(rèn)位置。
3. 將Micro - B USB電纜從計(jì)算機(jī)的USB端口連接到MAX77958 EV套件。
4. 將直流電源連接到標(biāo)記為SYS和GND的回路。
5. 將直流電源調(diào)整到7V并打開(kāi)。
6. 按照第7頁(yè)的軟件說(shuō)明安裝MAX77958EVKIT.EXE軟件程序。
7. 打開(kāi)MAX77958 GUI，進(jìn)入“Device”下拉菜單，點(diǎn)擊下拉列表中的“Connect”按鈕。
8. 等待設(shè)備響應(yīng)，然后點(diǎn)擊“Read and Close”按鈕繼續(xù)。
9. 此時(shí)，EV套件和GUI即可使用。

（三）CC檢測(cè)測(cè)試

1. 將USB Type - C適配器連接到EV套件，檢查MAX77958是否正確檢測(cè)到SINK并配置輸入電流限制。
2. 將USB Type - C電纜從Type - C雙角色端口（源優(yōu)先）設(shè)備連接到EV套件，檢查MAX77958是否正確檢測(cè)到CC引腳狀態(tài)機(jī)并配置輸入電流限制。

（四）USB電源傳輸測(cè)試

1. 源能力請(qǐng)求功能測(cè)試

• 將USB電源傳輸交流適配器連接到EV套件。
• 使用電壓表監(jiān)測(cè)VBUS上的電壓。
• 進(jìn)入“Command > Get SrcCap (0x31)”，點(diǎn)擊“Write”按鈕執(zhí)行命令，MAX77958會(huì)通過(guò)CC引腳向TA發(fā)送此命令，TA會(huì)提供可用的源能力列表。
• 查看源能力并記錄所需的電源數(shù)據(jù)對(duì)象（PDO）。
• 進(jìn)入“SrcCap Request (0x32)”，設(shè)置PDO的值并按下“Write”按鈕以更改BUS電壓。

2. BC1.2充電器類型檢測(cè)

將USB Type - A到Type - C電纜插入BC1.2適配器或其他傳統(tǒng)端口，檢查MAX77958 GUI的狀態(tài)標(biāo)簽下的充電器檢測(cè)狀態(tài)，查看USBC是否正確檢測(cè)到充電器類型。

（五）I2C主測(cè)試

MAX77961降壓 - 升壓充電器IC安裝在EV套件上，并通過(guò)主I2C接口與MAX77958通信。當(dāng)MAX77958配置為源時(shí)，MAX77961會(huì)自動(dòng)切換到反向降壓模式，并向VBUS提供5.1V電壓。具體步驟如下：

1. 斷開(kāi)Type - C電纜。
2. 將7V電源連接到BATT + 。
3. 連接跳線10的引腳2 - 3，將Rd連接到CC2。
4. 在GUI中檢查CC狀態(tài)，MAX77958應(yīng)處于SOURCE模式。
5. MAX77961處于OTG模式時(shí)，測(cè)量的VBUS電壓應(yīng)等于5.1V。

五、固件說(shuō)明

（一）固件組成

MAX77958的固件主要由兩部分組成：核心固件和自定義腳本。核心固件符合USB Type - C 1.3和PD 3.0規(guī)范，而自定義腳本則基于應(yīng)用系統(tǒng)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性。通過(guò)更新自定義腳本，可以實(shí)現(xiàn)諸如GPIO矩陣控制、充電器配置初始化等功能。

（二）自定義腳本塊更新

自定義腳本定義了MAX77958的特定應(yīng)用行為。例如，在完成USB設(shè)備檢測(cè)后設(shè)置充電器的輸入電流限制。更新步驟如下：

1. 按照初始測(cè)試設(shè)置將GUI與MAX77958 EV套件連接。
2. 將7.0V電壓連接到SYS，在自定義腳本塊更新期間不要斷開(kāi)EV套件與PC的連接。
3. 點(diǎn)擊菜單欄中的“Tools”，然后選擇“CUS Command Block Update”。
4. 在彈出窗口中點(diǎn)擊“Open”按鈕加載最新的自定義腳本，然后點(diǎn)擊“Start”激活自定義腳本更新。

（三）核心固件更新

如果未來(lái)USB Type - C和PD規(guī)范發(fā)生變化，可以通過(guò)更新MAX77958的核心固件來(lái)適應(yīng)。更新步驟如下：

1. 按照初始測(cè)試設(shè)置將GUI與MAX77958 EV套件連接。
2. 將7.0V電壓連接到SYS，在固件更新期間不要斷開(kāi)EV套件與PC的連接。
3. 點(diǎn)擊菜單欄中的“Tools”，然后選擇“Firmware Update”。
4. 在彈出窗口中點(diǎn)擊“Open”按鈕加載最新的固件，在文件選擇窗口中點(diǎn)擊.bin文件，然后選擇“Start”激活固件更新。

六、組件供應(yīng)商和訂購(gòu)信息

（一）組件供應(yīng)商

套件中使用的組件來(lái)自多個(gè)供應(yīng)商，包括MURATA、SAMTEC、SULLINS ELECTRONICS CORP.等。在聯(lián)系這些供應(yīng)商時(shí)，請(qǐng)說(shuō)明使用的是MAX77958。

（二）訂購(gòu)信息

有兩種型號(hào)可供選擇：MAX77958EVKIT - 2S6#和MAX77958EVKIT - 3S6#，均包含MAX77958EWV + 和MAX77961EFV06 + 。

總之，MAX77958評(píng)估套件為電子工程師提供了一個(gè)全面、便捷的平臺(tái)，用于評(píng)估USB Type - C和電源傳輸控制器的性能。無(wú)論是在硬件設(shè)計(jì)還是軟件配置方面，都具有很高的靈活性和可定制性。大家在實(shí)際應(yīng)用中，不妨根據(jù)具體需求進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化，看看它能為你的項(xiàng)目帶來(lái)怎樣的提升。你在使用類似評(píng)估套件時(shí)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)。