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[资料] BQ24932双单刀单掷USB 2.0高速隔离开关
2020-7-3 14:25:48  114 USB 隔离开关
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  特征
  •USB 2.0高速开关
  •检测符合USB电池充电规范1.2版(BCv1.2)的充电器
  •兼容配件
  –专用充电端口
  –标准下游港口
  –充电下游端口
  •非标准充电器
  –苹果™ 充电器
  – TomTom™ 充电器
  –USB充电器不符合1.2版电池充电规范(BCv1.2)
  •–2 V至28 V VBUS电压范围
  •根据JESD 22测试ESD性能
  –4000-V人体模型
  –1500伏充电设备型号(C101)
  •ESD性能DP_-CON/DM_-CON至接地
  –±8-kV接触放电(IEC 61000-4-2)
  应用
  •手机
  •智能手机
  •摄像机
  •GPS系统
  说明
  BQ24932是一款双单刀单掷USB 2.0高速隔离开关,具有充电器检测功能,可与微型和微型USB端口一起使用。此USB开关允许手机、平板电脑和其他电池供电的电子设备从不同的适配器充电,只需使用最少的系统软件。该设备的充电器检测电路可以支持符合USB电池充电规范1.2版(BCv1.2)的Apple™,汤姆汤姆™,以及其他非标准充电器。
  当充电器连接到微型或微型USB端口,并具有28伏的耐受电压,以避免需要外部保护。
  设备信息
  
  (1)、有关所有可用的软件包,请参阅数据表末尾的可订购附录。
  
  典型特征
  
  详细说明
  概述
  BQ24932是一款USB 2.0高速隔离开关,具有充电器检测功能,可用于微型和微型USB端口。一个符合电池充电规范1.2(BCv1.2)的插件,苹果™,汤姆汤姆™,或将其他USB充电器插入微型或微型USB接口,设备将自动检测充电器并操作USB 2.0高速隔离开关。
  当充电器连接到微型或微型USB端口时,BQ24932设备通过VBUS供电,并具有28伏的耐受电压,以避免需要外部保护。
  功能框图
  
  特征描述
  充电器检测
  
  当微型或微型USB附件插入连接器时,一旦VBU大于VVBUS有效阈值,BQ24392将进入数据接触检测(DCD)状态,该状态包括USB电池充电规范版本1.2(BCv1.2)中规定的600毫秒超时功能。如果确定micro或miniUSB附件符合USB BCv1.2,则将启动130 ms的去噪周期,并且BQ24392将进入其主检测状态,然后进入辅助检测状态,以确定充电端口(DCP)、标准下游端口(SDP)或充电下游端口(CDP)连接到USB端口。DCP、SDP和CDP的最小检测时间为130 ms,但由于插件效应缓慢,检测时间可能长达600 ms。
  如果GOOD_BAT pin较高,则当设备检测到连接了标准下游端口(SDP)或充电下游端口(CDP)后,USB 2.0交换机将自动关闭以启用数据传输
  如果数据接触检测(DCD)失败,BQ24392通过检查DP_-CON和DM_-CON上的电压水平来检测是否插入了Apple或TomTom充电器。因此,对于Apple和TomTom充电器,检测时间通常需要约600毫秒。
  检测结束时,3个输出引脚CHG_AL_N、CHG_DET和SW_OPEN改变其状态。表1是每种支持充电器的GPIO状态检测表。有关如何使用GPIOs的更多信息,请参见使用BQ24932 GPIOs。
  
  如果检测到充电并且良好的电池引脚低,则启动无电电池供应(DBP)计时器。如果GOOD_BAT持续低30分钟(最多45分钟),充电将被禁用,CHG_AL_N将进入High-Z状态以指示此情况。在DBP计时器过期后切换GOOD_BAT high将重新启动检测和DBP计时器。
  设备功能模式
  BQ24392有两种功能模式USB开关打开和USB开关关闭。
  应用与实施
  注意:以下应用程序部分中的信息不属于ti组件规范的一部分,TI不保证其准确性或完整性。TI的客户负责确定部件是否适合其用途。客户应验证和测试其设计实现,以确认系统功能。
  申请信息
  使用BQ24932 GPIO
  变更和变更详情
  BQ24392有两个充电器指示灯CHG_AL_N和CHG_DET,主机可以使用它们来确定它是否可以充电,以及它是否可以在低电流或高电流下充电。表2演示了如何解释这些输出。CHG_AL_N是开路漏极输出,当管脚输出低时激活。CHG_DET是一个推拉输出,在激活状态下是高的。
  
  系统必须定义低电流和高电流充电的含义。如果CHG_DET很高,系统可以尝试消耗2 a、1.5 a或1.0 a。如果系统试图支持大于1.5 a的充电器,则系统必须使用能够在尝试拉高电流值时监测VBU电压的充电器IC。如果VBUS上的电压开始下降是因为支持高电流,那么系统必须减少它试图吸引的电流量,直到找到稳定的VBUS不下降的状态。
  开关打开
  SW_OPEN是一个开漏输出,指示USB开关是打开还是关闭。在High-Z状态下,开关打开,在active或low状态下,开关关闭。主机应该监视这个pin,以知道开关何时关闭或打开。
  良好状态
  主机控制器使用GOOD_BAT向BQ24392指示电池的状态。该管脚影响SDP或CDP的开关状态,也影响本节中讨论的无电电池供应(DBP)计时器。充电器检测
  慢速插入事件
  当您将充电器插入USB插座时,会对插脚进行配置,以便VBU和GND插脚首先接触。这是一个问题,因为BQ24392(或任何其他充电器检测IC)需要访问D+和D-线才能运行检测。这就是为什么BQ24392在VBUS有效运行检测算法之后有130 ms的标准去噪时间。此延迟有助于将VBU和GND后D+和D-线接触的影响降至最低。
  图4来自标准微型USB插头的数据表,显示了数据连接(红线)是如何从电源连接(蓝线)中稍微隐藏的。
  
  然而,在某些情况下,充电器的插入非常缓慢,导致VBU和GND在D+和D-之前很久就接触。由于这种影响,没有保证检测时间,因为检测时间会根据插入充电器所需的时间而变化。如果将充电器插入USB插座的时间超过600毫秒,BQ24392的检测算法将超时,而不是将充电器检测为DCP,而是将其检测为非标准充电器(D+和D-浮动)。
  典型应用
  BQ24392设备用于微型或微型USB连接器端口和USB主机之间,以启用和禁用USB数据路径,并检测插入微型或微型USB连接器的充电器。
  
  设计要求
  VBUS需要1μF-10μF和0.1μF的旁路电容器,通过为不需要的高频成分提供低阻抗接地路径来降低电路元件的噪声。0.1μF电容器滤除高频,串联电感较低;1μF~10μF电容器滤除低频,串联电感较高。使用这两个电容器可以在整个频谱范围内提供更好的负载调节。
  SWúu OPEN和CHGúu AL戋N是开漏输出,需要一个10-kΩ的上拉电阻到VDDIO。
  建议VBU、DM_-CON和DP_-CON的外部电阻为2.2Ω,以提供额外的镇流器,以保护芯片和内部电路。
  建议DM_-CON和DP_-CON具有额定值为8-kV IEC保护的1-pF外部ESD保护二极管,以防止在8-kV IEC接触放电时发生故障。
  建议VBU配备1-pF~10-pF外部ESD保护二极管,额定值为8-kV IEC保护,以防止在8-kV IEC接触放电时发生故障CHG_DET是一个推拉输出引脚。图中所示的外部上拉和二极管描绘了典型的3.3-V系统。上拉电阻和二极管是可选的。CHG U DET引脚的上拉范围为3.5 V至VVBUS。当VVBUS》7V时,CHG U DET将被钳制到7V。
  详细设计程序
  开漏数据线的最小上拉电阻是上拉电压VPU、输出逻辑低电压VOL(max)和输出逻辑低电流IOL的函数。
  
  开漏数据线的最大上拉电阻是所需信号tr和总线电容Cb的最大上升时间的函数。
  
  应用曲线
  
  电源建议
  设备的电源通过插入微型或微型USB端口的设备的VBUS引脚提供。插入设备的电源应遵循USB 2.0标准,500毫安时为5伏。VBUS还需要1μF-10μF和0.1μF的旁路电容器,通过为不需要的高频成分提供低阻抗接地路径来降低电路元件的噪声。
  布局
  布局指南
  将VBUS旁路电容器尽可能靠近VBUS引脚,并避免将旁路盖放在DP/DM记录道附近。
  高速DP/DM记录道应始终匹配长度,且不得超过4英寸;否则,眼图性能可能会降低。高速USB连接通过屏蔽双绞线实现,差分特性阻抗为90Ω±15%。在布局中,DP和DM迹线的阻抗应与电缆特性差90Ω阻抗匹配。
  尽可能在离地平面最近的平面上布置高速USB信号。
  使用最少的过孔和拐角来传送高速USB信号。这减少了信号反射和阻抗变化。当必须使用通孔时,增加其周围的间隙大小,以减小其电容。每个过孔都会在信号传输线中引入不连续性,并增加从板的其他层拾取干扰的机会。在双绞线上设计测试点时要小心;不建议使用通孔销。
  当需要转动90°时,使用两个45°圈或一个圆弧,而不是单次转动90°。这通过最小化阻抗不连续性来减少信号轨迹上的反射。
  不要在使用或复制时钟信号的晶体振荡器、时钟信号发生器、开关调节器、安装孔、磁性设备或IC下面或附近布线USB记录道。
  避免高速USB信号上的存根,因为它们会引起信号反射。如果存根不可避免,则存根应小于200 mils。
  在连续平面(VCC或GND)上路由所有高速USB信号跟踪,无中断。
  避免交叉反蚀刻,通常发现与平面分裂。
  由于与USB相关的频率较高,建议使用至少四层的印刷电路板;两个信号层由一个接地层和电源层分开,如图8所示。
  
  大多数信号跟踪应在单层上运行,最好是信号1。紧靠这一层的应该是GND平面,它是实心的,没有切口。避免在地面或电源平面上的裂缝上留下信号痕迹。当跨分裂平面的信号跟踪不可避免时,必须使用足够的解。最小化信号通孔的数量通过减少高频电感来减少EMI。
  布局示例
  

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