STMicroelectronics STEVAL-2STPD01评估套件包含一块设有两个Type-C™端口的扩展板，并集成了两个STPD01可编程降压转换器，用于USB供电和NUCLEO-G071RB STM32 Nucleo-64开发板。STEVAL-2STPD01套件基于STPD01可编程降压稳压器，该稳压器通过I^2^C接口和UCPD外设控制，该UCPD嵌入在专用固件堆栈支持的STM32G071RBT6微控制器中。这样就实现了USB Type-C和供电双端口电源适配器的功率共享功能。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STEVAL-2STPD01评估套件数据手册.pdf

STM STEVAL-2STPD01评估套件可在输入功率固定时平衡两个端口的功率，支持连接到各端口的USB PD设备发送的请求。该套件可利用STPD01转换器的特性输出多个电压等级，可根据直流输入功率输出高达120W的功率（每个端口60W）。

该扩展板旨在堆叠在NUCLEO-G071RB开发板上，利用其微控制器的能力同时管理两个UCPD外设。该板内嵌了TCPP02-M18 USB Type-C端口保护（用于供电应用）和L7983同步降压开关稳压器。

包含演示用例的STSW-2STP01软件包设计用于NUCLEO-G071RB STM32 Nucleo开发板，以充分展示STEVAL-2STPD01评估套件的USB Type-C和Power Delivery功能。

STEVAL-2STPD01符合USB Type-C 2.0和PD 3.0规范。

特性

• 两个USB Type-C和供电电源端口
• 额定输出功率高达120W（每端口60W），通过功率共享算法管理
• 每个端口多达四个输出PDO（5V@3A、9V@3A、15V@3A、20V@3A）
• 直流输入电压范围：6V至24V
• 符合USB Type-C 2.0和PD 3.0规范
• 两个STPD01 DC-DC转换器可通过I²C动态设置，适用于在USB PD应用中实现功率共享
• 两个板载TCPP02-M18保护，面向USB Type-C和PD供电应用
• OVP、UVP、OC、短路和OTP保护
• VBUS上的浪涌保护 (8/20µs) 和系统级ESD保护
• CC线路上的系统级ESD保护符合IEC 61000-4-2 level 4要求（±8kV接触放电）
• 符合RoHS指令

框图

STEVAL-2STPD01评估套件技术解析与应用指南

一、产品概述

‌STEVAL-2STPD01‌是一款基于STPD01可编程降压转换器的USB Type-C™ Power Delivery双端口适配器评估套件。该套件由扩展板和NUCLEO-G071RB STM32 Nucleo-64开发板组成，实现了符合USB Type-C 2.0和PD 3.0规范的双端口电源适配解决方案。

核心组件配置

• ‌主控MCU‌：STM32G071RBT6（主流Arm Cortex-M0+内核）
• ‌电源转换‌：双STPD01可编程降压转换器
• ‌端口保护‌：双TCPP02-M18 USB Type-C保护芯片
• ‌辅助电源‌：L7983同步降压开关稳压器（60V, 300mA）

二、关键技术特性

电源管理能力

• ‌双USB Type-C和Power Delivery源端口‌
• ‌输出功率‌：最高120W额定功率（每端口60W），通过功率共享算法管理
• ‌输出配置‌：每端口支持最多四个PDO（5V@3A, 9V@3A, 15V@3A, 20V@3A）
• ‌输入电压范围‌：DC 6V至24V

保护机制

• ‌全面保护‌：OVP（过压保护）、UVP（欠压保护）、OC（过流保护）、短路保护和OTP（过温保护）
• ‌浪涌保护‌：8/20µs波形耐受能力
• ‌系统级ESD保护‌：
  • VBUS线：IEC61000-4-2 level 4标准（±8kV接触放电）
  • CC线：符合相同ESD防护标准

通信与控制

• ‌I²C接口‌：动态配置双STPD01 DC-DC转换器
• ‌UCPD外设‌：STM32G071RBT6微控制器内置双USB PD控制器

三、系统架构分析

电源路径设计

根据电路原理图，系统采用分层电源架构：

1. ‌输入级‌：24V DC输入通过L7983稳压器生成5V系统电源
2. ‌功率级‌：双STPD01分别管理两个端口的功率输出
3. ‌保护级‌：TCPP02-M18为每个Type-C端口提供完整保护

信号调理电路

• ‌电流检测‌：25mΩ精密电阻配合TSV991AILT运算放大器
• ‌电压检测‌：电阻分压网络实现VBUS电压监测
• ‌CC线管理‌：通过TCPP02-M18精确控制连接建立过程

四、软件生态系统

配套软件支持

‌STSW-2STPD01‌软件包为NUCLEO-G071RB开发板提供演示应用程序示例，充分利用STM32G071的硬件资源实现完整的USB PD协议栈。

功率共享算法

套件采用智能功率分配策略：

• 固定总输入功率条件下动态平衡双端口输出
• 响应每个端口的USB PD设备功率请求
• 根据输入功率动态调整输出电压等级

五、应用场景与设计考量

目标应用领域

• USB Type C和Power Delivery电源适配器
• 多端口充电站设计
• 工业级USB PD电源解决方案

PCB设计要点

1. ‌电源平面分离‌：GND_Sign（信号地）与GND_Pwr（功率地）的合理布局
2. ‌热管理‌：功率器件充分考虑散热路径
3. ‌信号完整性‌：高速信号线的阻抗控制与屏蔽

六、设计验证与测试

合规性认证

方案完全符合USB Type-C 2.0和Power Delivery 3.0规范，支持相关认证测试。

性能评估要点

• ‌效率测试‌：不同负载条件下的转换效率
• ‌动态响应‌：负载瞬态响应特性
• ‌热性能‌：满负荷工作温度监测

七、开发建议

硬件定制化

• ‌输入电压适配‌：可根据应用需求调整输入电压范围
• ‌端口配置‌：支持不同类型的Type-C连接器选型
• ‌保护参数调整‌：根据具体应用场景定制保护阈值

软件定制开发

• ‌功率策略优化‌：根据特定应用场景调整功率分配算法
• ‌协议扩展‌：支持未来USB PD规范的升级
• ‌用户接口‌：可开发配套的上位机配置工具