探索CY4535 EZ - PD™ BCR - LITE评估套件：开启USB Type - C电源适配新旅程

在电子设备不断演进的今天，电源接口的标准化和通用性变得愈发重要。传统的桶形连接器在通用性上存在一定局限，而USB Type - C凭借其可逆插拔、高功率传输等特性，逐渐成为电源接口的新宠。今天，我们就来深入了解一下CY4535 EZ - PD™ BCR - LITE评估套件（EVK），看看它如何助力我们实现从桶形连接器到USB Type - C的平滑过渡。

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套件概述

CY4535 EZ - PD™ BCR - LITE EVK基于英飞凌USB Type - C和电源传输控制器的BCR系列产品，专为那些希望用USB - C连接器取代现有桶形/电源输入连接器的客户提供评估平台。该套件以CYPD3178设备为核心，虽然不支持USB - PD（Power Delivery）协议，但对于仅需接受特定电源的设备，如5V（最高3A）的USB Type - C充电器或通过D +/D - 线采用专有协商方法在5V、9V、12V、15V或20V下工作的USB Type - A或Type - C充电器，它能提供出色的解决方案。

套件内容与准备

套件内容

收到套件时，你会发现它包含CY4535 EZ - PD™ BCR - LITE EVK板和快速入门指南。不过，要进行完整的演示，还需要自行准备一些硬件。

缺少的硬件

这些硬件包括USB Type - C电源适配器或移动电源、支持QC 2.0等传统充电协议的USB Type - A电源适配器、连接电源适配器与评估板的线缆、由直流桶形连接器供电的电子设备及其对应的直流桶形电源适配器、3mm平头螺丝刀、剥线钳、USB Micro - B电缆和用于测量电压的万用表。

硬件剖析

电路板细节

CY4535 EZ - PD™ BCR - LITE EVK板上有众多关键组件。其中，U3是EZ - PD™ BCR - LITE控制器（CYPD3178 - 24LQXQ设备），它负责管理USB Type - C端口并控制负载开关（PFET）；U2是USB - I2C桥接控制器，用于下载固件；SW1是旋转开关，可改变VBUS上协商的最大电压；J1是USB Micro - B连接器，用于连接PC主机进行固件下载或设备配置。此外，还有用于测量输出电压或连接外部电子负载的“DCOUT”端子块J2、电源专用的USB Type - C连接器J3等。

BCR系统概述

传统电子设备通常使用桶形插座连接器和对应的直流桶形电源适配器供电，不同设备对电源适配器的输出电压和电流有特定要求，这导致桶形适配器的插头往往是定制的。而USB Type - C的出现，为设备提供了更通用的电源接口。EZ - PD™ BCR - LITE控制器通过即插即用的方式，使从直流桶形连接器向USB Type - C连接器的过渡更加容易，同时支持BC 1.2、QC 2.0和苹果充电等传统充电协议。

功能模块分析

EZ - PD™ BCR - LITE控制器特性

该控制器是USB Type - C家族中用于桶形连接器替换（BCR）应用的新设备，具有固定功能的USB Type - C控制器，支持Type - C rev 1.2；集成了精密的Rd和死电池Rd终端电阻；有集成的稳压器从VBUS供电；支持带斜率控制的高压P - MOSFET栅极驱动器；具备片上过压保护（OVP）和欠压保护（UVP），可保护系统免受故障影响；支持传统充电协议（BC 1.2、QC 2.0、AFC和苹果充电）；在CC、VBUS、DP和DM引脚上提供系统级ESD保护。

DC电源传输系统

电源由USB Type - C电源适配器提供，通过一组背对背的Power PMOSFET传输到外部设备或负载。这些PMOSFET的作用主要有：减少大电容负载引起的浪涌电流，BCR - LITE设备会缓慢开启FET，以限制浪涌电流并控制直流输出电压的上升时间；当USB Type - C连接器上的VBUS输入超出范围时，关闭FET以保护系统；如果连接的USB Type - C电源适配器无法提供系统所需的电压，也会关闭FET。

VBUS电压和电流选择器

BCR - LITE设备与USB Type - C电源适配器协商的电压和电流范围由一组电阻分压器决定。VBUS_MIN和VBUS_MAX引脚上的分压器确定了BCR - LITE设备将协商的最小和最大电压，默认情况下，VBUS_MIN设置为5V，5位置开关用于确定VBUS_MAX值。同样，ISNK_COARSE和ISNK_FINE上的电阻分压器确定了与Type - C电源适配器通信的工作电流，默认最大电流设置为900mA。

故障指示灯和VBUS供电指示灯

故障指示灯（LED2）在多种情况下会亮起，如无法协商电源合同且VBUS_MIN电压不是5V、协商的电源合同中提供的电压不在VBUS_MIN和VBUS_MAX范围内、电源适配器提供的电压在范围内但电流低于ILIM限制、VBUS电压超出预期限制、负载汲取的电流超过预期电流阈值等。VBUS供电指示灯（LED1）用于指示系统状态。

备用电源选择跳线

CY4535 EZ - PD™ BCR - LITE EVK有一个3针跳线（J5），用于在调试过程中选择备用电源为BCR - LITE设备供电。如果未连接跳线，套件由连接到USB - C插座（J3）的USB电源适配器供电。要使用HPI协议配置套件，应将备用电源选择跳线（J5）置于位置1 - 2，并断开Type - C连接器（J3），将USB Micro - B连接器（J1）通过USB Micro - B电缆连接到PC。

外部主机处理器接口（HPI）连接头

主机处理器接口（HPI）是基于I2C的专有协议，用于暴露BCR - LITE设备的控制和状态寄存器。CY4535 EZ - PD™ BCR - LITE EVK的HPI引脚（HPI_SCL和HPI_SDA）通过外部HPI连接头（J8和J9的引脚2）引出，内部有2kΩ电阻上拉至V3P3。外部嵌入式控制器（EC）可直接连接这些引脚，通过EZ - BCR - LITE HPI协议与BCR - LITE设备通信。

传统充电模式选择跳线

EVK板上BCR - LITE设备的CHARGING_MODE引脚连接到传统充电模式选择跳线头（J6）。上电时，BCR - LITE设备会检查CHARGING_MODE检测引脚的状态，以确定应支持的传统充电协议。保持J6断开可支持所有传统充电协议，短接J6则仅支持BC1.2传统充电协议。

演示运行

演示所需外部硬件

为了运行演示，需要准备多种外部硬件，如不同功率的USB Type - C电源适配器和移动电源、支持传统充电协议的USB Type - A电源适配器、连接线缆、由直流桶形连接器供电的电子设备及其电源适配器、3mm平头螺丝刀、剥线钳、USB Micro - B电缆和万用表等。

演示步骤

演示1：用万用表测试

将万用表连接到DC_OUT端子块J2，再将USB Type - C电源适配器连接到评估板的Type - C插座。BCR - LITE设备会根据规则选择首选充电协议。将VBUS_MAX旋转开关（SW1）设置为位置1，验证万用表显示的电压在4.5V至5.5V之间，验证后断开电源适配器。

演示2：测试传统充电模式功能

CY4535 EZ - PD™ BCR - LITE EVK预装了支持通过更改J6跳线设置来启用或禁用传统充电协议的固件。将万用表连接到DC_OUT端子块J2，保持J6断开以启用传统充电支持，使用Type - A转Type - C电缆将充电器的Type - A端口连接到评估板，设置VBUS_MAX旋转开关（SW1）到不同位置，验证万用表显示的电压是否符合预期。若要仅测试BC1.2协议支持，短接J6的引脚1和2，重复上述步骤。

总结

CY4535 EZ - PD™ BCR - LITE评估套件为电子工程师提供了一个便捷的平台，用于评估和实现从桶形连接器到USB Type - C连接器的替换。通过对套件硬件的详细了解和演示的实际操作，我们可以更好地掌握其功能和使用方法。在实际应用中，工程师可以根据具体需求，灵活调整电压和电流选择器、充电模式等设置，以满足不同设备的电源需求。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。