为您的USB 3.1 C型供电设备选择合适的降压转换器

USB 3.1 Type-C 标准允许使用单根 USB Type-C 电缆为更多设备提供更多功率。源极和灌电流设备之间所需的握手的一个关键组件是为端口控制器供电的始终接通降压转换器。MAX77596具有同类最佳的低静态电流和高效率，是支持USB Type-C应用的理想选择。

介绍

新的USB 3.1 Type-C标准有望大大简化电子产品的连接。新标准旨在使用相同的Type-C电缆在任何两个设备之间进行高达100瓦的数据和电力传输。该设计解决方案讨论了始终接通降压转换器的特性，该转换器是源电流和灌电流设备之间确认连接和协商供电量所需的握手的关键因素。

USB 3.1 C 型标准

USB 3.1 Type-C是一种新标准，支持高数据速率和电子产品之间的更高功率传输。USB 3.1 可提供 10Gbps 的吞吐量，同时通过标准电缆提供高达 3A 的电流，通过增强型电缆提供高达 5A 的电流。总线电压可调节至20V（使用标准电缆时为60W/3A，使用增强型电缆时为100W/5A）。如今，许多笔记本电脑需要的功率不到100W，因此采用Type-C连接器的新型号可以通过USB端口充电，就像今天的小型设备充电一样。

USB 3.1 Type-C 标准的复杂性要求设备在进行电源传输之前作为电源提供商（源）或电源用户（接收器）进行协商。因此，Type-C电缆是“智能”的，需要额外的电路来知道如何正确路由电源和数据。Type-C 电缆两端的连接器是相同的，允许可逆插入。每个连接器也是可翻转的，这使得它可以在朝上的情况下插入。Type-C USB还允许双向供电，因此可以对外围设备充电，并且同一设备也可以为主机设备充电。这有望消除许多专有电源适配器和许多类型的USB电缆，最终减少当今台式机周围的迷宫般的电线。

USB 3.1 C 型系统

图2显示了一个典型的笔记本电脑电源管理前端，该前端配备连接到USB Type-C电缆，并由三节Li+电池组供电（提供7.2V至12.6V之间的电源电压）。

图2.USB 3.1 C 型电源管理系统

电源管理集成电路（PMIC）直接由电池供电，而始终接通的降压转换器通过肖特基二极管从电池或USB源接收电源。反过来，始终接通的降压转换器为端口控制器供电，端口控制器是仲裁主机系统μP和电源之间电源交换的器件。连接 USB 后，降压充电器为电池充电。下面的顺序说明了为没电的电池充电所需的步骤：

电池没电了

USB C 型电缆已连接

USB C 型电缆检测连接并提供初始 5V

始终接通转换器唤醒，并为端口控制器供电

端口控制器协商电源要求（例如：5A、20V）

系统通过 USB C 型电缆接收所需电源

降压充电器启动电池充电

始终接通的降压转换器在所有相位中都起着关键作用。即使最初由 USB 提供相对较低的输入电压（5V 减去肖特基二极管压降），它也能提供 3.3V 输出。在正常工作期间，电源能够随时改变功能，迫使灌电流设备重新协商，因此降压转换器必须始终“开启”。因此，应选择始终导通的降压转换器，以消耗最小的功率。

MAX77596常接通降压转换器

MAX77596为小型、同步降压转换器，集成开关（图3中的T1和T2）。该器件设计用于在 3.5V 至 24V 的输入电压范围内提供高达 300mA 的电流，同时在空载时仅使用 1.1μA 静态电流（固定输出版本）。该器件能够以 98% 占空比运行，从而在接近压差的情况下工作，非常适合电池供电应用。

该器件提供固定 3.3V 和 5V 输出版本，以及可调版本。可调版本允许用户使用电阻分压器在 1V 至 10V 之间设置输出电压。频率固定在 1.7MHz，允许使用小的外部无源器件并减小输出纹波。片上功率晶体管开关保证少量物料清单。该器件提供强制 PWM 和跳跃工作模式。

MAX77596采用小型（2mm x 2.5mm）10引脚TDFN封装，工作在-40°C至+85°C温度范围。

极低的静态电流

对于始终接通的器件，低静态电流至关重要，因为器件永远不会关断。MAX77596固定输出版本允许大部分内部电路偏置于V电压外销（I偏见在图 3 中）。

图3.MAX77596降压转换器固定输出

这样只有1.1μA的剩余电流（I支持） 从输入引脚绘制。图4显示了电源电流的温度行为，I支持.

图4.空载电源电流与温度的关系。

这种巧妙的偏置布置使MAX77596成为同类产品中最佳的低静态电流工作。

高效率降压转换器

低电阻、集成式 MOSFET 开关即使在 1.7MHz 的高工作频率下也能实现高效率。图5中的效率比较表明，MAX77596与竞争器件相比具有高达5%的优势。

图5.效率比较。

结论

USB 3.1 Type-C标准允许使用一根Type-C电缆为更多设备提供更多功率。源极和灌电流设备之间所需的握手的一个关键组件是为端口控制器供电的始终接通降压转换器。MAX77596具有同类最佳的低静态电流和高效率，是支持USB Type-C应用的理想选择。

审核编辑：郭婷