MAX20463评估套件：汽车USB应用的理想之选

在汽车电子领域，USB技术的应用越来越广泛，对于可靠、高效的USB解决方案的需求也日益增长。MAX20463评估套件为工程师提供了一个全面的平台，用于评估和开发基于MAX20463的汽车USB应用。本文将详细介绍MAX20463评估套件的特点、使用方法以及相关技术细节。

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一、MAX20463评估套件概述

MAX20463评估套件用于评估MAX20463芯片，该芯片是一款小型、集成的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。它可以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，提供了单芯片解决方案。

1. 主要特性

• 集成USB Type - C接口：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，并支持1.5A和3.0A的VBUS电流限制。
• 与其他充电技术共存：可与BC1.2和苹果充电技术共存，由上游模块中的主机仿真器控制。
• 高侧电源开关保护：保护设备免受故障影响，大部分故障情况可由上游5V电源检测和处理，避免可能的冲突。
• BIAS电路：解决汽车USB充电应用中的瞬态问题，即使VBUS因过流或其他低电压情况短暂下降，设备在CC连接过程中仍能保持供电。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，可通过SENSE引脚检测并通过GDRV引脚控制N沟道MOSFET停止电流流动。
• 宽电压范围：设备和评估套件在4.75V至7V的VBUS电压下工作。

2. 评估套件功能

评估套件可测试和配置MAX20463的CC电流广告行为，通过CC_SEL引脚选择不同的电流水平。套件配置为3A输出操作，配备的3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。

二、快速启动指南

1. 所需设备

• MAX20463评估套件
• MAX20037或MAX20038评估套件
• 3米USB固定电缆
• 2Ω、20W电阻或连接到USB Type - C连接器（插头）的电子负载
• 12.5V、4A直流电源（PS1）
• 3.3V/1A直流电源（PS2）
• 9V至18V可变、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
• 4根0.1英寸头跳线
• USB Type - A到Type - B电缆

2. 初始设置步骤

1. 验证MAX20037 GUI已安装。
2. 验证SW1开关设置为(HVEN = 1)，(ENBUCK = 1)，(SYNC = 0)，(CDP/DCP = 0)。
3. 使用跳线将MINIQUSB连接到MAX20037评估套件：VDD连接到3V3，SCL连接到SCL，SDA连接到SDA，GND连接到GND。
4. 将MINIQUSB +连接到计算机。
5. 验证MINIQUSB +在Windows设备管理器中被识别为USB串行转换器。
6. 将关闭的PS1连接到MAX20037的VBAT和GND测试点之间。
7. 将3米USB固定电缆从MAX20037连接到MAX20463。
8. 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（这是降压输出）。
9. 将DVM 2（或示波器通道2）连接到MAX20463评估套件的HVBUS和GND（这是便携式设备将看到的电压）。
10. 以12.5V、2A电流限制开启PS1。
11. DVM 1和DVM 2应测量到约5V电压。
12. 建立与GUI的I2C通信：打开MAX20037 GUI，查看GUI底部的消息栏以验证MINIQUSB和评估套件已连接；点击自动读取，输出电压和电流应开始定期更新。
13. 将负载连接到MAX20463评估套件的USB Type - C连接器。如果负载连接到HVBUS/GND而不是Type - C连接，HVBUS将不会启用。要启用HVBUS，将SW1的#1或#3位置设置为ON，其他位置设置为OFF。
14. 在GUI中禁用电压调整（(Gain = 0)；默认设置），测量电压。降压输出电压应仍约为5V，由于通过SENSE电阻、输出滤波器和PCB走线的电流，会有轻微下降。SENSP引脚的电压应保持恒定，与电流无关。
15. 点击GUI中的+按钮或直接在增益框中输入533设置增益。
16. 降压输出电压应增加到6.3V，USB Type - C连接器末端的电压现在应为约5.2V。

三、USB屏蔽短路到电池测试

1. 按图示将示波器、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。如果MINIQUSB +未提供3V3，则需要PS2。
2. 将示波器配置为在USB SHIELD（CH2）的上升沿触发。
3. 建议将电源PS3设置在9.0 - 18V之间：当(PS3 ≤ 16V)时，串联电感器可选；当(PS3 > 16V)时，串联电感器必需。也可以用12V铅酸/AGM电池代替PS3。
4. 手动在PS3和USB SHIELD之间施加短暂或连续的短路。观察USB SHIELD/SENSE上因短路到电池事件产生的波形。
5. MAX20463将在短路到电池事件发生时使USB SHIELD开路。只要USB (SHIELD > 300mV)，USB SHIELD将保持开路。
6. 短路到电池情况消除后，USB SHIELD将再保持开路2.7s，此时间段可让MOSFET M1冷却并防止保护电路重复触发。时间过去后，USB SHIELD将重新连接到系统GND。

四、详细描述

1. 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。将该引脚接地或连接到BIAS可在两种指定充电电流之间选择，具体如下表所示：	JUMPER POSITION	DESCRIPTION
  1 - 2	3A电流设置
  2 - 3	1.5A电流设置

• DIP开关SW1：分别为CC1和CC2提供下拉电阻（Ra和Rd），这对于在没有Type - C设备连接时进行USB Type - C检测是必要的。将一个Rd（5.1k）开关设置为ON以进行Type - C检测。如果CC1或CC2上没有这些下拉电阻之一，5V输出将与USB连接器断开。开关位置描述如下表所示：	SWITCH	DESCRIPTION
  1 = ON	CC1通过5.1kΩ电阻（R3 - Rd）下拉到地
  2 = ON	CC1通过1.2kΩ电阻（R4 - Ra）下拉到地
  3 = ON	CC2通过5.1kΩ电阻（R5 - Rd）下拉到地
  4 = ON	CC2通过1.2kΩ电阻（R6 - Ra）下拉到地

2. PCB布局指南

良好的PCB布局对于系统的正常性能至关重要。输入和输出电容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。在焊盘中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。不要使用单独的电源和模拟接地，应使用单一公共接地，因为高频返回电流将直接在相应走线下方流动。

五、订购信息

PART	TYPE
MAX20463EVKIT#	EV Kit

号表示符合RoHS标准。

六、总结

MAX20463评估套件为工程师提供了一个便捷的平台，用于评估和开发汽车USB应用。其丰富的功能和特性，如集成的USB Type - C接口、高侧电源开关保护、USB屏蔽短路保护等，使其成为汽车电子领域中USB解决方案的理想选择。通过遵循快速启动指南和详细的操作说明，工程师可以顺利地进行测试和配置，为汽车USB应用的设计和开发提供有力支持。你在使用MAX20463评估套件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。