MAX77958评估套件：2S/3S Li+ 6A输出降压 - 升压充电器的综合评测

在电子设备的设计与开发中，充电器的性能和兼容性至关重要。MAX77958评估套件为我们提供了一个全面评估USB Type - C和电源传输控制器的平台。今天，我们就来深入了解一下这个评估套件。

文件下载：MAX77958EVKIT-2S6#.pdf

一、套件概述

MAX77958评估套件（EV kit）是一块经过完全组装和测试的印刷电路板（PCB），它主要用于展示MAX77958独立USB Type - C和电源传输控制器的功能。该套件可以让我们轻松评估以下众多特性：

• USB Type - C检测与PD通信：包括电源角色（Sink和Source）、数据角色（UFP和DFP）检测，PD适配器检测和通信，集成VCONN开关与过流保护（OCP），电源/数据角色交换，可编程电源（PPS）支持（需PD适配器支持PPS），音频和调试附件Sink/Source模式，以及厂商定义消息（VDM）。
• BC1.2传统充电器检测：能够检测标准下游端口（SDP）、充电下游端口（CDP）、专用充电端口（DCP）和DCD超时。
• I2C主控制器：用于控制配套的IC。
• 可配置GPIO：共有九个可配置的GPIO，其中GPIO6用于从设备ID（SID）设置。

套件中还包含了MAX77961充电器，用于展示MAX77958的I2C主功能。MAX77961是一款适用于2S/3S Li + 电池应用的降压 - 升压充电器，输入电压范围为3.5V至25V，最大可编程快速充电电流为6A。通过CONG引脚电阻（R5），可以将其配置为2节或3节电池应用，具体可参考MAX77961的数据手册。

此外，套件上安装了MAX16904（降压转换器），用于为VCONN引脚提供5V电压。当MAX77958处于SOURCE电源角色时，它会使用GPIO2来启用该降压转换器。

二、套件特性

（一）硬件特性

1. 高电压VBUS范围：能够适应较宽的电压范围，提高了兼容性。
2. CC引脚短路到VBUS保护：有效保护电路，避免因短路而损坏。
3. Type - C和USB - PD支持
   • 模式配置：支持DFP/UFP/DRP模式。
   • 兼容性：与Type - C rev1.3和PD3.0兼容。
   • 电缆方向和电源角色检测：可以准确检测电缆方向和电源角色。
   • 集成VCONN开关与OCP：保障电路安全。
   • 其他支持：支持Try.Snk状态、音频、调试附件Sink/Source模式、快速角色交换（FRS）初始Sink支持、可编程电源（PPS）Sink支持。
4. BC1.2传统/专有充电器检测：集成D + /D - 开关，方便检测传统充电器。
5. MTP内存：用于存储自定义配置，增加了灵活性。
6. 湿度检测和腐蚀预防：提高了设备的稳定性和可靠性。
7. 自定义脚本：可根据具体应用进行定制化配置。
8. I2C可编程配置：方便进行参数设置。
9. I2C主控制器：可控制外部充电器或DC - DC转换器IC。
10. 九个可配置GPIO：可用于各种控制和检测功能。
11. 板载I2C接口：便于与其他设备进行通信。
12. Windows 10兼容：可以使用Windows 10系统进行软件配置和测试。
13. 成熟的PCB布局：经过优化的布局，保证了性能和稳定性。
14. 完全组装和测试：到手即可使用，节省开发时间。

（二）软件特性

套件配备了基于Windows的软件，提供了一个用户友好的图形界面（GUI），可以方便地对MAX77958的各项功能进行配置和测试。每个GUI控制项都对应MAX77958中的一个寄存器，具体可参考MAX77958数据手册中的寄存器映射部分。

三、快速启动

（一）所需设备

1. MAX77958评估套件，包括MAX77958EVKIT - 2S6/3S6#板、Micro - B USB电缆和MAX77958 EV套件软件（GUI）。
2. Type - C或PD旅行适配器（TA）。
3. 电源，包括电池模拟器（或带电子负载的电源）。
4. 万用表。
5. 基于Windows的PC。
6. 示波器，用于监测CC引脚或其他信号。

（二）硬件详细说明

默认情况下，跳线设置将MAX77958配置为自主模式，以控制MAX77961为2S/3S Li + 电池充电。对于其他应用场景，可以参考表2中的跳线设置。

（三）软件安装

1. 可以从Maxim的网站（http://www.maximintegrated.com/products/MAX77958 ，在“Design & Development”标签下）下载MAX77958EVKIT GUI。
2. 将EV套件软件保存到临时文件夹并解压ZIP文件。
3. 运行.EXE文件，按照屏幕上的说明完成安装。
4. 首次将Micro - USB电缆连接到PC和EV套件后，等待Windows自动安装USB到I2C接口的驱动程序。

四、测试过程

（一）自主模式2S/3S应用

1. SINK模式

当MAX77958配置为SINK时，它会启用MAX77961的充电器模式，并根据USB Type - C和BC1.2检测结果设置MAX77961的输入电流限制。具体步骤如下：

• 将电池模拟器连接到BATTP和BATTN之间，将电压调整到7V并打开。
• 将USB Type - C交流适配器连接到EV套件。
• 观察电池模拟器的电流读数，MAX77958会根据CC检测结果设置充电器的输入电流限制。如果没有电池模拟器，可以使用电源与电子负载并联进行测试。

2. SOURCE模式

当MAX77958配置为SOURCE时，MAX77961会自动切换到反向降压模式，并向VBUS提供5.1V电压。具体步骤如下：

• 将电池模拟器连接到BATTP和BATTN之间，将电压调整到7V并打开。
• 确保没有连接USB Type - C电缆。
• 短接J11的Pin1 - 2和J8的Pin2 - 3，将5.1kΩ的Rd连接到CC1。
• 监测VBUS的电压，检查是否等于5.1V。

（二）初始测试设置

1. 在完成所有连接之前，不要打开直流电源。
2. 确认所有跳线都处于表2中所示的默认位置。
3. 将Micro - B USB电缆从计算机的USB端口连接到MAX77958 EV套件。
4. 将直流电源连接到标记为SYS和GND的回路。
5. 将直流电源调整到7V并打开。
6. 按照第7页的软件说明安装MAX77958EVKIT.EXE软件程序。
7. 打开MAX77958 GUI，进入“Device”下拉菜单，点击下拉列表中的“Connect”按钮。
8. 等待设备响应，然后点击“Read and Close”按钮继续。
9. 此时，EV套件和GUI即可使用。

（三）CC检测测试

1. 将USB Type - C适配器连接到EV套件，检查MAX77958是否正确检测到SINK并配置输入电流限制。
2. 将USB Type - C电缆从Type - C双角色端口（源优先）设备连接到EV套件，检查MAX77958是否正确检测到CC引脚状态机并配置输入电流限制。

（四）USB电源传输测试

1. 源能力请求功能测试

• 将USB电源传输交流适配器连接到EV套件。
• 使用电压表监测VBUS上的电压。
• 进入“Command > Get SrcCap (0x31)”，点击“Write”按钮执行命令，MAX77958会通过CC引脚向TA发送此命令，TA会提供可用的源能力列表。
• 查看源能力并记录所需的电源数据对象（PDO）。
• 进入“SrcCap Request (0x32)”，设置PDO的值并按下“Write”按钮以更改BUS电压。

2. BC1.2充电器类型检测

将USB Type - A到Type - C电缆插入BC1.2适配器或其他传统端口，检查MAX77958 GUI的状态标签下的充电器检测状态，查看USBC是否正确检测到充电器类型。

（五）I2C主测试

MAX77961降压 - 升压充电器IC安装在EV套件上，并通过主I2C接口与MAX77958通信。当MAX77958配置为源时，MAX77961会自动切换到反向降压模式，并向VBUS提供5.1V电压。具体步骤如下：

1. 断开Type - C电缆。
2. 将7V电源连接到BATT + 。
3. 连接跳线10的引脚2 - 3，将Rd连接到CC2。
4. 在GUI中检查CC状态，MAX77958应处于SOURCE模式。
5. MAX77961处于OTG模式时，测量的VBUS电压应等于5.1V。

五、固件说明

（一）固件组成

MAX77958的固件主要由两部分组成：核心固件和自定义脚本。核心固件符合USB Type - C 1.3和PD 3.0规范，而自定义脚本则基于应用系统，为系统设计提供了更大的灵活性。通过更新自定义脚本，可以实现诸如GPIO矩阵控制、充电器配置初始化等功能。

（二）自定义脚本块更新

自定义脚本定义了MAX77958的特定应用行为。例如，在完成USB设备检测后设置充电器的输入电流限制。更新步骤如下：

1. 按照初始测试设置将GUI与MAX77958 EV套件连接。
2. 将7.0V电压连接到SYS，在自定义脚本块更新期间不要断开EV套件与PC的连接。
3. 点击菜单栏中的“Tools”，然后选择“CUS Command Block Update”。
4. 在弹出窗口中点击“Open”按钮加载最新的自定义脚本，然后点击“Start”激活自定义脚本更新。

（三）核心固件更新

如果未来USB Type - C和PD规范发生变化，可以通过更新MAX77958的核心固件来适应。更新步骤如下：

1. 按照初始测试设置将GUI与MAX77958 EV套件连接。
2. 将7.0V电压连接到SYS，在固件更新期间不要断开EV套件与PC的连接。
3. 点击菜单栏中的“Tools”，然后选择“Firmware Update”。
4. 在弹出窗口中点击“Open”按钮加载最新的固件，在文件选择窗口中点击.bin文件，然后选择“Start”激活固件更新。

六、组件供应商和订购信息

（一）组件供应商

套件中使用的组件来自多个供应商，包括MURATA、SAMTEC、SULLINS ELECTRONICS CORP.等。在联系这些供应商时，请说明使用的是MAX77958。

（二）订购信息

有两种型号可供选择：MAX77958EVKIT - 2S6#和MAX77958EVKIT - 3S6#，均包含MAX77958EWV + 和MAX77961EFV06 + 。

总之，MAX77958评估套件为电子工程师提供了一个全面、便捷的平台，用于评估USB Type - C和电源传输控制器的性能。无论是在硬件设计还是软件配置方面，都具有很高的灵活性和可定制性。大家在实际应用中，不妨根据具体需求进行测试和优化，看看它能为你的项目带来怎样的提升。你在使用类似评估套件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。