MAX20463A评估套件：汽车USB充电应用的理想之选

在汽车电子领域，USB充电应用的需求日益增长，对相关设备的性能和安全性提出了更高的要求。MAX20463A评估套件为工程师们提供了一个全面的解决方案，下面将对其进行详细介绍。

文件下载：MAX20463AEVKIT#.pdf

一、概述

MAX20463A评估套件用于评估MAX20463A芯片，该芯片是一款小型集成USB Type - C™解决方案，适用于汽车收音机、导航、连接性、USB主机和信息娱乐应用。它能将现有的下游端口从支持USB - A连接器转换为支持USB Type - C连接器，提供单芯片解决方案。

二、芯片特性与优势

（一）USB Type - C接口与充电模式

• 接口控制：集成USB Type - C接口，可控制USB Type - C连接器中的新配置通道（CC）引脚，支持下游端口（DFP）角色。
• 充电模式：具有可配置的充电检测模式，支持USB - C 3.0A和1.5A的VBUS电流限制，还能与BC1.2和苹果充电技术共存。

（二）保护功能

• 高侧电源开关：集成的高侧电源开关可保护设备免受故障影响，让上游5V电源检测和处理大多数故障情况，避免可能的冲突。
• BIAS电路：为汽车USB充电应用中的瞬态条件提供解决方案。即使在CC连接过程中，VBUS因过流或其他低电压情况短暂下降，设备也能保持供电。设备的持续供电时间可由模块设计工程师通过BIAS上的电容配置，电容至少为22µF。
• USB屏蔽短路保护：集成USB屏蔽短路到电池的保护功能。当USB屏蔽与汽车电池短路时，MAX20463A可通过SENSE引脚检测该情况，并通过GDRV引脚控制N沟道MOSFET来停止电流流动。

三、评估套件功能

（一）CC电流广告行为测试

评估套件可对MAX20463A的CC电流广告行为进行测试和配置，通过CC_SEL引脚实现。通过跳线J6将CC_SEL引脚连接到BIAS或GND，可在两种不同电流水平之间进行选择。

（二）输出配置与电源适配

套件配置为3A输出操作，附带的三米USB电缆可用于与上游电压补偿电源（如MAX16984、MAX16987、MAX20037或MAX20038）配合使用进行演示。

四、快速启动步骤

（一）所需设备

包括MAX20463A评估套件、MAX20037或MAX20038评估套件、3m USB captive电缆、2Ω 20W电阻或连接到USB Type - C连接器的电子负载、12.5V 4A直流电源（PS1）、3.3V/1A直流电源（PS2）、可变9V至18V 4A直流电源或12V汽车电池（PS3）、2个数字电压表（DVM）或1个示波器、MINIQUSB和MAX20037 GUI、4x 0.1” - 头跳线、USB Type - A到Type - B电缆。

（二）初始设置

1. 验证MAX20037 GUI已安装。
2. 设置SW1开关为 (HVEN = 1) ， (ENBUCK = 1) ， (SYNC =0) ， (CDP/DCP = 0) 。
3. 使用跳线将MINIQUSB连接到MAX20037评估套件。
4. 将MINIQUSB + 连接到计算机，并在Windows设备管理器中验证其被识别为USB串行转换器。
5. 将关闭的PS1连接到MAX20037的VBAT和GND测试点。
6. 将3m USB captive电缆从MAX20037连接到MAX20463A。
7. 将DVM 1（或示波器通道1）连接到MAX20037评估套件的USB_5V和GND测试点，将DVM 2（或示波器通道2）连接到MAX20463A评估套件的HVBUS和GND。
8. 以12.5V和2A电流限制开启PS1，此时两个电压表应测量到约5V电压。
9. 建立I2C通信到GUI，打开MAX20037 GUI，点击自动读取，输出电压和电流应开始定期更新。
10. 将负载连接到MAX20463A评估套件的USB Type - C连接器。若负载连接到HVBUS/GND而非Type - C连接，需设置SW1 #1或#3为ON以启用HVBUS。
11. 在GUI中禁用电压调整（ (Gain =0) ），测量电压，降压输出电压仍应为约5V，SENSP引脚电压应保持恒定。
12. 在GUI中设置增益为533，降压输出电压应增加到6.3V，USB Type - C连接器末端电压应为约5.2V。

五、短路测试

（一）测试设置

将示波器、额外电源（PS3）和电感器连接到评估套件，电感器应根据预期的车辆线束电感选择。若MINIQUSB + 未提供3V3，则需要PS2。

（二）测试过程

1. 配置示波器在USB SHIELD（CH2）的上升沿触发。
2. 将电源PS3设置在9.0 - 18V之间，当 (PS3 ≤16 ~V) 时，串联电感器可选；当 (PS3 > 16V) 时，串联电感器必需。也可用12V铅酸/AGM电池代替PS3。
3. 手动在PS3和USB SHIELD之间施加短暂或连续短路，观察USB SHIELD/SENSE上因短路到电池事件产生的波形。
4. MAX20463A会在短路到电池事件时使USB SHIELD开路，只要USB (SHIELD > 150mV) ，USB SHIELD将保持开路。
5. 短路移除后，USB SHIELD将再保持开路2.7s，之后重新连接到系统GND。

六、详细描述

（一）评估套件接口

• J6跳线：通过控制CC_SEL引脚选择CC1和CC2上的默认广告电流，将该引脚连接到地或BIAS可在两种指定充电电流之间选择。
• SW1开关：为CC1和CC2提供下拉电阻（Ra和Rd），用于在未连接Type - C设备时进行USB Type - C检测。

（二）PCB布局指南

良好的PCB布局对系统性能至关重要。输入和输出电容器之间需要低阻抗接地连接，通过暴露焊盘上的接地层走线，将暴露焊盘连接到地，并在焊盘上放置多个过孔以连接到所有其他接地层，以实现适当的散热。应使用单一公共接地，避免使用单独的电源和模拟接地。

七、订购信息

评估套件型号为MAX20463AEVKIT#，其中#表示符合RoHS标准。

MAX20463A评估套件为汽车USB充电应用提供了一个功能强大且易于使用的解决方案，工程师们可以通过该套件深入了解和评估MAX20463A芯片的性能，为实际应用中的设计提供有力支持。你在使用类似评估套件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。