Microchip Technology MCP22350 USB Type-C™供电 (PD) 3.1端口控制器设计用作外部Microchip MCU/SoC的配套PD控制器。这些控制器符合USB Type-C™电缆和连接器规范以及USB PD 3.1规范。MCP22350高度集成的小尺寸PD端口控制器可为USB Type-C插座提供电缆插头方向和检测。这些控制器通过集成USB PD 3.1 MAC与合作伙伴的USB Type-C器件实现基带通信。MCP22350控制器包括八个可配置的通用I/O引脚，采用4mm x 4mm 28-QFN封装。

数据手册：*附件：Microchip Technology MCP22350 USB Type-C™ PD 3.1端口控制器数据手册.pdf

MCP22350可通过USB Type-C连接器使用PD 3.1协议来协商备用模式。这些控制器可通过使用集成电源开关，在两个外部3.3V电源（VBUS和主电源）之间进行选择，以支持电池电量耗尽的情况。

MCP22350控制器集成了模拟分立元件，包括电源开关、两个支持Rp/Rd切换的VCONN场效应晶体管以及用于过压/过流检测的电流/电压检测电路。通过集成模拟分立元件，这些PD端口控制器为消费类（智能手机、平板电脑、台式电脑和笔记本电脑）和工业应用提供了低功耗解决方案。

特性

• 用于microchip MCU或SoC的配套PD控制器
• 符合USB供电3.1规范的MAC
• 用于CPU/SoC通信的SPI接口
• 支持USB Type-C备用模式
• 双角色端口 (DRP) 和快速角色交换 (FRS) 支持
• 支持DRP卸载模式
• 集成模拟分立元件：
  • VCONN FET，支持R p /Rd切换
  • 电池电量耗尽Rd端接
  • 针对过流情况的可编程电流检测功能
  • 针对过压情况的电压检测功能
• 集成3.3V电源开关：
  • 支持电量耗尽的电池（仅限MCP22350-2）
  • 自动在VBUS和3.3V主电源之间切换
• 电源和输入/输出：
  • 集成1.8V稳压器
  • 8个可配置通用I/O引脚
• 提供4mm x 4mm 28-QFN封装

框图

应用示意图

MCP22350 USB Type-C™ PD 3.1端口控制器技术解析

一、产品概述

Microchip Technology的MCP22350是一款高度集成、小尺寸的USB Type-C® Power Delivery (PD) 3.1端口控制器，专为符合USB Type-C®电缆连接器规范和USB Power Delivery 3.1规范而设计。该器件提供了USB Type-C插座的电缆插头方向和检测功能，并通过集成的USB Power Delivery 3.1 MAC实现与合作伙伴USB Type-C设备的基础通信。

主要特性

• ‌高度集成设计‌：集成了模拟离散组件，显著减少了物料清单(BOM)和设计占用空间
• ‌USB PD 3.1兼容‌：完全符合最新USB Power Delivery规范
• ‌双角色端口(DRP)支持‌：支持源端(DFP)和接收端(UFP)角色
• ‌ 快速角色交换(FRS) ‌：支持电源角色的快速切换
• ‌小型封装‌：采用4.0mm x 4.0mm的28-QFN封装
• ‌SPI接口‌：便于与主控MCU/SoC通信

二、关键功能解析

1. 电源管理功能

MCP22350集成了多项电源管理特性，使其成为USB Type-C PD应用的理想选择：

• ‌集成电源开关‌：自动在VBUS和主3.3V之间切换，提供死电池支持(MCP22350-2型号)
• ‌VCONN FET‌：集成VCONN供电控制，支持有源电缆
• ‌过流/过压检测‌：可编程电流检测和电压检测功能
• ‌1.8V LDO稳压器‌：集成稳压器简化电源设计

2. 通信接口

• ‌SPI接口‌：最高支持25MHz时钟频率，用于与主控制器通信
• ‌通用I/O‌：8个可配置GPIO引脚，支持多种外设控制
• ‌USB PD MAC‌：完整实现PD 3.1协议栈，包括CRC生成/校验、4B/5B编解码等

3. 系统控制特性

• ‌多种工作模式‌：支持SLEEP、STANDBY、ACTIVE等多种电源状态
• ‌中断系统‌：丰富的可配置中断源，包括HPD、电源开关、看门狗等
• ‌PIO覆盖功能‌：无需软件干预即可改变PIO状态，快速响应关键事件

三、典型应用电路

1. 电源连接配置

MCP22350提供两种版本，电源连接略有不同：

‌MCP22350-1电源连接‌：

• 3.3V板级电源通过3V3_ALW引脚供电
• 需要1μF电容连接VSW引脚
• VDD18_CAP需要1μF电容

‌MCP22350-2电源连接‌：

• 增加了2.2μF电容用于死电池支持
• 其余配置与MCP22350-1相同

2. 典型应用框图

在笔记本应用中，MCP22350通常作为配套PD控制器与主MCU配合使用：

• 通过SPI接口与主MCU通信
• 控制外部电源设备实现电压/电流调节
• 管理USB Type-C连接检测和方向控制

四、设计注意事项

1. ‌死电池支持‌：MCP22350-2版本提供硬件级死电池支持，适合电池供电应用
2. ‌VCONN放电‌：当UFP断开时，必须按照规范在tVconnOff(35ms)内断开VCONN供电
3. ‌DRP设计‌：实现双角色端口时需注意tDRP定时器配置(50-100ms范围)
4. ‌散热考虑‌：虽然采用小尺寸QFN封装，但需确保适当散热，特别是在高功率传输时

五、目标应用领域

MCP22350适用于广泛的消费和工业应用，包括但不限于：

• 笔记本电脑
• 一体机/台式PC
• 智能手机和平板电脑
• 显示器和扩展坞
• HDTV和打印机
• 多端口充电器