Ivan's blog
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搓一个 USB PD 协议与 DC-DC 反馈
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，设计了泄放电路以满足USB Type-C规范。最后提到PD诱骗器的改进和升级。
关键要点
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使用 STM32G431RBT6 实现 USB PD 协议和 DC-DC 反馈控制，DC-DC 控制器选用 SC8701。
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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。
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采用 INA193 进行高侧或低侧采样，增益为 20 V/V。
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使用运放实现恒压恒流反馈，通过 FB 引脚闭环控制输出电压。
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设计了泄放电路以满足 USB Type-C 规范，确保在 650ms 内将 VBUS 放电到 5V 以内。
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提到 PD 诱骗器的改进和升级，计划重新设计以解决之前的问题。
延伸解读
电流检测方案的选择
在设计USB PD协议与DC-DC反馈控制时，选择合适的电流检测方案至关重要。文章中提到的INA193和INA138芯片在高侧采样中的性能验证，显示了不同方案在实际应用中的差异。设计者应根据具体需求，权衡增益、采样方式及其对系统整体性能的影响。
恒压恒流反馈的实现
实现恒压恒流反馈是USB PD协议中的关键环节。文章中提到通过运放和DAC实现闭环控制，确保输出电压和电流的稳定性。这种设计不仅提高了系统的可靠性，还能有效应对负载变化带来的影响，设计者在实现时需关注运放的选择和配置，以确保反馈系统的响应速度和精度。
USB Type-C泄放电路的设计
USB Type-C规范要求在断开连接后650ms内将VBUS放电至5V以内，文章中提供了泄放电路的设计思路。设计者需注意电阻和电容的选择，以确保放电过程符合规范，同时避免功率超出元件的承受范围。合理的设计不仅能提高安全性，还能延长设备的使用寿命。
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控制器，通过设计电流检测方案和运放实现恒压恒流反馈。
文章中提到的电流检测方案有哪些？
设计了三种方案：INA226、INA193和INA138，分别用于高侧或低侧采样。
如何实现恒压恒流反馈？
通过运放和FB引脚闭环控制输出电压，确保VFB与参考电压相等。
USB Type-C规范对VBUS放电有什么要求？
要求在接收端口断开后的650ms内将VBUS放电到5V以内。
文章中提到的PD诱骗器有什么改进？
计划重新设计PD诱骗器，以解决之前的问题并提升性能。
如何计算电容放电所需的电阻值？
使用公式V(t)=V0×e^(-t/RC)计算，最终得出约469欧姆的电阻值。
