MAX14640–MAX14644/MAX14651：下一代USB 2.0主机充电器适配器仿真器的卓越之选

在当今的电子设备中，USB充电功能至关重要。而MAX14640–MAX14644/MAX14651作为下一代USB 2.0主机充电器适配器仿真器，凭借其出色的性能和丰富的功能，在USB充电领域展现出了强大的竞争力。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

文件下载：MAX14642.pdf

产品概述

MAX14640–MAX14644/MAX14651将USB高速模拟开关与USB适配器仿真电路相结合，为USB主机提供了强大的充电支持。当USB主机处于低功耗模式无法枚举USB设备时，这些设备能将USB端口识别为充电器。它们采用8引脚（2mm x 2mm）TDFN - EP封装，工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C，具有广泛的适用性。

产品特性与优势

提升充电器互操作性

• USB (CDP) 仿真：支持USB充电下游端口（CDP）仿真，满足新的USB电池充电（BC）修订版1.2规范，同时与以前的USB BC版本向后兼容，还符合中国YD/T1591 - 2009充电规范。
• 智能CDP与万无一失的CDP：确保充电过程的稳定性和可靠性，为各种设备提供高效的充电解决方案。
• 支持待机模式充电：对于与Apple BC修订版1.2兼容的设备，支持待机模式充电，方便用户在设备闲置时进行充电。

提供更大的应用灵活性

• I2C控制多模式（MAX14640/MAX14651）：通过I2C接口，可对MAX14640/MAX14651的充电行为进行全面配置，支持多种专用充电器模式，如DCP、Apple 1A/2A强制或Apple 1A/2A自动模式。
• CB0和CB1引脚控制多状态：MAX14641–MAX14644通过两个GPIO输入（CB1/CB0）进行控制，支持USB数据和自动充电器模式，可实现多种自动和手动充电器状态的切换。

集成特性提升性能

• 支持远程唤醒：所有设备都支持通过监控DM实现低速远程唤醒，MAX14642还支持睡眠模式（S3）下的远程唤醒，方便设备在需要时快速恢复工作。
• 低电容USB 2.0高速开关：在USB开关连接时，具有低4pF（典型值）的导通电容和低4Ω（典型值）的导通电阻，能够有效降低信号损耗，提高充电效率。
• 自动限流开关控制：确保充电过程中的电流稳定，保护设备安全。
• ±15kV ESD保护：在DP/DM引脚上提供±15kV的静电放电（ESD）保护，增强了设备的抗干扰能力，提高了产品的可靠性。

最小化PCB面积

采用2mm x 2mm的8引脚TDFN封装，大大节省了PCB空间，适合在小型化设备中使用。

产品功能详解

电阻分压器

MAX14640–MAX14644/MAX14651在数据线上配备了内部电阻分压器网络，为Apple设备提供支持。在不使用时，电阻分压器会断开连接，以最小化电源电流。在直通模式下，电阻分压器不连接。不同充电模式下，DP/DM连接的电阻值如下表所示：	充电模式	DP上拉 (kΩ)	DP下拉 (kΩ)	DM上拉 (kΩ)	DM下拉 (kΩ)
AM1	75	49.9	43.2	49.9
AM2	43.2	49.9	75	49.9

开关控制

数字控制（MAX14641–MAX14644）

通过CB0和CB1两个数字选择输入进行模式选择，可进入自动检测充电器模式（AM）、直通模式（PM）、强制充电器模式（FM和AP）以及带CDP仿真的直通模式（CM）。以MAX14641为例，其数字输入状态表如下：	CB1	CB0	充电器/USB	模式	状态
0	0	充电器	AM2	适用于Apple设备的2A自动检测充电器模式。电阻分压器连接到DP/DM。
1	0	充电器	AP1	适用于Apple设备的强制1A充电器模式。电阻分压器连接到DP/DM。
0	1	USB	PM	USB直通模式。DP/DM连接到TDP/TDM。
1	1	USB	CM	带CDP仿真的USB直通模式。根据CDP检测状态自动将DP/DM连接到TDM/TDM。

I2C控制（MAX14640/MAX14651）

通过MODE_SEL[2:0]位控制设备的模式。除了可以进入MAX14641–MAX14644能进入的所有模式外，还可以配置为与Apple和Samsung Galaxy（SS模式）设备兼容。其数字输入状态表如下：	MODE_SEL[2]	MODE_SEL[1]	MODE_SEL[0]	充电器/USB	模式	状态
0	0	0	充电器	AM2	适用于Apple设备的2A自动检测充电器模式。电阻分压器连接到DP/DM。
0	0	1	USB	PM	USB直通模式。DP/DM连接到TDP/TDM。
0	1	0	充电器	FM	强制专用充电器模式。DP和DM短路。
0	1	1	USB	CM	带CDP仿真的USB直通模式。根据CDP检测状态自动将DP/DM连接到TDM/TDM。
1	0	0	充电器	AM1	适用于Apple设备的1A自动检测充电器模式。电阻分压器连接到DP/DM。
1	0	1	充电器	AP1	适用于Apple设备的强制1A充电器模式。电阻分压器连接到DP/DM。
1	1	0	充电器	AP2	适用于Apple设备的强制2A充电器模式。电阻分压器连接到DP/DM。
1	1	1	充电器	SS	适用于Samsung Galaxy平板电脑的强制2A充电器模式。

自动检测与远程唤醒支持

具备自动检测充电器模式（AM1/AM2），用于专用充电器和USB主机。在自动检测充电器模式下，设备通过连接电阻分压器监控DM和DP上的电压，以确定连接设备的类型。如果连接的是符合USB标准的设备，DP和DM会短路以开始充电。当充电设备移除后，DP和DM之间的短路断开，并应用电阻分压器。短路的DP/DM节点上的下拉电阻确保能够检测到断开连接。

USB直通模式与CDP仿真

支持带CDP仿真的直通模式（CM），以支持正常USB操作（S0状态）下直通模式期间更高的充电电流能力。配备CDP检测能力的外围设备在充电主机支持CDP模式时，可以按照USB电池充电器规范1.2中定义的充电电流进行充电。这一特性对于大多数不具备CDP功能的主机USB收发器来说非常有用。

电气特性

该系列产品的电气特性在不同条件下有详细的参数规定。例如，在电源供应方面，VCC供应电压在不同的输入状态下有不同的取值范围；在模拟开关方面，TDP/TDM的导通电阻、导通电阻匹配、导通电阻平坦度等参数都有明确的指标。具体的电气特性参数可参考产品的数据手册，这里就不一一列举了。不过，工程师们在设计时一定要仔细研究这些参数，确保产品在实际应用中的性能符合要求。

I2C接口通信

MAX14640/MAX14651包含一个与I2C兼容的接口，用于与主机控制器进行数据通信。该接口支持高达400kHz的时钟频率。在使用I2C进行通信时，需要注意START、STOP和Repeated START条件的设置，以及从机地址的配置。数据传输通过SCL和SDA引脚进行，一个数据位在每个SCL时钟周期的上升沿传输。在数据传输过程中，还涉及到单字节写、突发写、单字节读和突发读等操作，每个操作都有相应的步骤和要求。同时，数据传输通过ACK或NACK位进行确认，方便检测数据传输是否成功。

高ESD保护

所有引脚都集成了静电放电（ESD）保护结构，可防止在处理和组装过程中遇到的高达±2kV人体模型（HBM）的静电放电。DP和DM引脚进一步提供高达±15kV（HBM）的ESD保护，且不会损坏。ESD结构在正常操作和设备断电时都能承受高ESD。在发生ESD事件后，MAX14640–MAX14644/MAX14651能够继续正常工作，不会出现闩锁现象。为了保证全面的ESD保护，需要在VCC和GND之间连接一个1μF的电容器。

应用领域

该系列产品适用于多种设备，如笔记本电脑/台式电脑、USB集线器以及包括iPod、iPhone、iPad在内的通用充电器等。在这些应用中，它们能够为设备提供稳定、高效的充电支持，满足不同用户的需求。

总结

MAX14640–MAX14644/MAX14651以其卓越的性能、丰富的功能和广泛的适用性，为USB充电领域提供了一个优秀的解决方案。无论是在提升充电器互操作性、提供应用灵活性，还是在集成特性提升性能和最小化PCB面积等方面，都表现出色。电子工程师们在进行相关设计时，可以充分考虑这款产品，以实现更高效、更可靠的USB充电功能。你在使用类似产品时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。