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基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

電子工程師 ? 作者:工程師陳翠 ? 2018-06-18 09:10 ? 次閱讀
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TI公司的TIDA-03027是USB Type-C和供電多端口適配器電源參考設(shè)計(jì),包括USB Type-C全特性的插座,可即時(shí)連接USB Type-C充電器(高達(dá)20V/3A)或設(shè)備。也可連接到HDMI 2.0和USB3.0 Type-A接口,主要用在筆記本電腦,平板電腦和帶USB Type-C接口的電話系統(tǒng)。本文介紹了參考設(shè)計(jì)TIDA-03027主要特性,生態(tài)系統(tǒng)圖和框圖,電路圖,材料清單和PCB設(shè)計(jì)圖。

The TIDA-03027 reference design offers a multiportadapter solution that enables products with a USBType-C? interface to connect to HDMI 2.0 and USB3.0 Type-A interfaces. The design also includes anadditional USB Type-C full-feature receptacle, whichallows the user to simultaneously connect USB Type-C chargers (up to 20 V, 3 A) or devices. This featureset is particularly useful as a peripheral to notebook,tablet, and phone systems with a single USB Type-Cinterface.

The TIDA-03027 reference design showcases a Type-C plug that allows a notebook, tablet, or phone tosimultaneously interface with HDMI 2.0, USB 3.0 Type-A, and USB Type-C systems (chargers anddevices)。 Thus, the board serves as a multiport adapter for USB Type-C hosts. This board features USB3.0 data, video, and charging (up to 20 V, 3 A) over a single, USB Type-C plug connection.

The USB Type-C plug and receptacle both interface with a TPS65983B device, which handles powerdelivery negotiations and controls the primary power field-effect transistors (FETs)。 Two SuperSpeedlanes (SSTX/RX2) are routed directly to a DisplayPort (DP) to HDMI converter. The other SuperSpeedlanes (SSTX/RX1) are routed to the HD3SS3212, which demuxes the signals between the DP-to-HDMIconverter and the TUSB8041 USB 3.0 HUB. This routing allows the TPS65983B device to controlbetween four-lanes of DP-to-HDMI and two-lanes of DP-to-HDMI + USB3.0 (for Type-A and Type-C dataconnections)。

The TUSB8041 is a USB 3.0 HUB, which receives high-speed and SuperSpeed signals from the upstreamUSB Type-C plug. This device expands the USB Type-C host signals to four ports, which allowssimultaneous USB 3.0 or USB 2.0 enumeration at the Type-C and Type-A receptacle ports. This devicealso enables the USB Type-C plug to utilize the USB 2.0 low-speed endpoint feature of the TPS65983B.

The power path between the USB Type-C plug and receptacle ports is controlled by the LM3489 variableDC-DC converter. The TPS65983B device controls the output voltage of the LM3489 device, dependingon the power contract that is negotiated with the USB Type-C host. This feature is particularly useful whenthere is a mismatch in power contracts between a USB Type-C host and charger.

Both USB Type-C interfaces utilize the TPS83S00 and TPD1E01B04 electrostatic discharge (ESD)devices for signal input-output (I/O) protection. The USB Type-A interface uses single-bit ESD(TPD1E01B04) for I/O protection. The HDMI interface is protected using the TPD13S523, which is anintegrated 13-channel ESD and current-limiting device.

參考設(shè)計(jì)TIDA-03027主要特性:

? USB Type-C and PD Full-Feature Plug

? Bi-Directional Power (up to 20 V, 3 A)

? Fast Role-Swap Capable

? Video (up to 4K) Through HDMI 2.0

? USB 3.0 Through USB Type-A or USB Type-C?Receptacle

? Aardvark Connector for Debug and Flash Update

? Flash Update Over USB Type-C? Through USB2.0 Endpoint

參考設(shè)計(jì)TIDA-03027應(yīng)用:

? Evaluation of USB Type-C Multiport Adapter andDongle Solutions With Video, Charging, and DataCapabilities

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖1.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027外形圖

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖2.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027生態(tài)系統(tǒng)圖

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖3.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027框圖

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖4.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(1)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖5.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(2)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖6.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(3)

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圖7.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(4)

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圖8.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(5)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖9.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(6)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖10.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(7)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖11.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(8)

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圖12.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(9)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖13.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(10)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖14.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(11)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖15.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027電路圖(12)

參考設(shè)計(jì)TIDA-03027材料清單(BOM):

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

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基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖16.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027 PCB設(shè)計(jì)圖(1)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖17.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027 PCB設(shè)計(jì)圖(2)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖18.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027 PCB設(shè)計(jì)圖(3)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖19.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027 PCB設(shè)計(jì)圖(4)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖20.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027 PCB設(shè)計(jì)圖(5)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖21.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027 PCB設(shè)計(jì)圖(6)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖22.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027 PCB設(shè)計(jì)圖(7)

基于TIDA-03027的USB Type-C多端口適配器電源參考設(shè)計(jì)

圖23.參考設(shè)計(jì)TIDA-03027 PCB設(shè)計(jì)圖(8)

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