Ivan's blog
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搓一个 USB PD 协议与 DC-DC 反馈
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原文中文，约5900字，阅读约需14分钟。
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内容提要
本文介绍了如何使用STM32G431RBT6实现USB PD协议和DC-DC反馈控制，采用SC8701作为DC-DC控制器。设计了三种电流检测方案，验证了INA193和INA138在高侧采样中的性能，并讨论了恒压恒流反馈的实现方法，包括USB PD VBUS泄放电路的设计与计算。
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关键要点
- 使用 STM32G431RBT6 实现 USB PD 协议和 DC-DC 反馈控制，选用 SC8701 作为 DC-DC 控制器。
- 设计了三种电流检测方案，分别使用 INA226、INA193 和 INA138 进行高侧或低侧采样。
- INA193 的增益为 20 V/V，验证其在高侧采样中的性能。
- 使用 INA138 将高侧采样的差模信号转为低侧采样信号，以便 SW2303 使用。
- 设计了恒压恒流反馈方案，利用 STM32G4 的 DAC 和运放实现控制。
- USB PD 协议要求在断开后650ms内将 VBUS 放电至5V，设计了相应的泄放电路。
- 计算放电电阻值和峰值电流，确保电阻功率在安全范围内。
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延伸问答
如何使用STM32G431RBT6实现USB PD协议和DC-DC反馈控制？
使用STM32G431RBT6和SC8701作为DC-DC控制器，通过设计电流检测方案和恒压恒流反馈实现控制。
在高侧采样中，INA193和INA138的性能如何？
INA193的增益为20 V/V，适用于高侧采样，而INA138可将高侧采样的差模信号转为低侧信号，便于使用。
USB PD协议对VBUS的放电要求是什么？
USB PD协议要求在断开后650ms内将VBUS放电至5V。
如何设计恒压恒流反馈方案？
通过STM32G4的DAC和运放实现控制，利用电压分压网络和场效应管组合实现恒压恒流模式。
放电电阻值和峰值电流是如何计算的？
放电电阻值通过公式计算得出，峰值电流在放电开始时最大，计算公式为Ipeak=V0/R。
在设计中使用的电流检测方案有哪些？
设计中使用了INA226、INA193和INA138进行高侧或低侧采样。
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