如何使用CH227F制作双口盲插PD_HUB

一、简述CH227 系列芯片是用于 Type-C 接口 USB 通讯的同时进行充放电的双向快充管理芯片。CH227F 单芯片集成 USB PD3.2 协议支持数据角色、电源角色切换和快速角色交换支持双口 数据包透传最大支持 EPR 模式 140W 充电功率。CH227F 内置高压 LDO静态功耗低、集成度高、外 围电路精简支持通过 Type-C 接口进行固件升级。此外CH227F 还内置 N 型 MOSFET 功率管栅极升 压驱动模块可驱动多路高侧 NMOS实现电源通路切换控制。CH227 系列芯片可广泛应用于手机、平板、笔记本等 Type-C 充电口扩展 USB 设备同时需要充 电的场合。二、PD_HUB的功能PD _HUB的功能是要实现PDUSB_HUB的功能支持USB Power Delivery协议的集线器Hub本质上是一个强大的多功能扩展坞它能将一个USB-C接口扩展为集高速充电、数据传输于一体的全能中心。PD_HUB的核心功能是实现PD的透传也是最实用的功能。工作原理它本身不产生电但允许电力“穿过”。你只需将笔记本原装的PD充电器或其他高功率USB-C充电器连接到Hub上Hub在保障自身和连接外设运行的同时会将剩余的电量“透传”给笔记本电脑进行充电。功率分配透传的功率会因Hub自身消耗而略有损耗。例如将一个60W的充电器插入一个自身会消耗7.4W的Hub那么最终能为笔记本提供的充电功率大约为60W - 7.4W 52.6W。三、硬件设计要求CH227F的参考原理图如上图所示其中P1口为上行口用于接上行口数据主机设备P2为PD输入口用于接适配器或其他的供电设备P3口为数据下行口接USB的HUB芯片CH334或者直接接USBdevice设备。这部分硬件是电源转换电路在单独接上行口设备时关闭右边的MOS管板子的VHV由上行口的VBUS经过NMOS漏电给到VHV在这是如果接入P2的设备打开左侧的MOS由右侧的VBUS灌入电流经过VHV后给左侧的P1的VBUS供电实现由上行口给板子供电切换到右侧设备给板子和上行口的供电过程。在VHV旁边有一颗C7电解电容用于在做FR_SWAP切换时给板子短暂供电保证板子在上行口完成切换角色过程中不断电。CH227F的C0_CC1/C0_CC2接PD输入口用于做PDsink接收PD消息获取挡位消息C1_CC1/C1_CC2接上行口用于做PDsource转发挡位信息。板子上的VHV在PD协商后电压会高出5V需要经过DCDC降压到5V后给USBdevice设备供电在上行口电源角色转换过程中VHV的电压可能会掉电需要V5_EN重启DCDC提升USB设备连接兼容性原理图中提供了两种V5_EN的控制方式。四、功率预扣在PDHUB的板子上有USB设备需要用电为了满足PDHUB板子自身的供电需求在PD转发的时候会扣除一部分的功率用于板子自身供电CH227F支持定制的功能可以联系原厂做预扣功率的定制默认的情况下CH227F默认是扣除15W功率。