CH224K

1 CH224手册 USB PD 等多快充协议受电芯片 CH224 中文手册 版本：1F http://wch.cn 1. 概述 CH224 单芯片集成 USB PD 等多种快充协议，支持 PD3.0/2.0，BC1.2 等升压快充协议，自动检测 VCONN 及模拟 E-Mark 芯片，最高支持 100W 功率，内置 PD 通讯模块，集成度高，外围精简。集成输出电 压检测功能，并且提供过温、过压保护等功能。可广泛应用于各类电子设备拓展高功率输入如无线充电 器、电动牙刷、充电剃须刀、锂电池电动工具等各类应用场合。 2. l l l l l l l 3. l l l l l 4. 功能特点 支持 4V 至 22V 输入电压 支持 PD3.0/2.0，BC1.2 等快充协议 支持 USB Type-C PD，支持正反插检测与自动切换 支持 E-Mark 模拟，自动检测 VCONN，支持 100W 功率的 PD 请求 请求电压可通过多种方法动态调整 单芯片集成度高，外围精简，成本低 内置过压保护模块 OVA、超温保护模块 OTA 应用场合 无线充电器 笔记本电脑充电线 锂电池小家电 锂电池电动工具 移动电源 引脚 4.1. CH224 各封装引脚排列 QFN20-3*3 ESSOP-10 SOT23-6L 2 CH224手册 4.2. CH221K 引脚功能说明 引脚号 引脚名称 类型 引脚说明 1 VDD 电源 工作电源输入，外接 1uF 退耦电容，串联电阻至 VBUS 2 GND 电源 工作电源公共接地端 3 PG 开漏输出 默认 Power Good 指示，低电平有效，可定制功能 4,5 CC1,CC2 双向 Type-C CC 总线 6 CFG 模拟输入 电源档位配置输入 4.3. CH224K 引脚功能说明 引脚号 引脚名称 类型 引脚说明 0 GND 电源 公共接地端，散热底板 1 VDD 电源 工作电源输入，外接 1uF 退耦电容，串联电阻至 VBUS 4,5 DP,DM 双向 USB 总线 6,7 CC1,CC2 双向 Type-C CC 总线 2,3,9 CFG1,CFG2, CFG3 模拟输入 电源档位配置输入 8 VBUS 模拟输入 电压检测输入，需要串联电阻至外部输入 VBUS 10 PG 开漏输出 默认 Power Good 指示，低电平有效，可定制功能 引脚名称 类型 引脚说明 0 GND 电源 公共接地端，散热底板 2 VBUS 电源 工作电源输入 7 VDD 电源 内部稳压器输出端，外接 1uF 退耦电容 8，9 DP,DM 双向 USB 总线 10，11 CC1,CC2 双向 Type-C CC 总线 19，13，12 CFG1~3 输入 CFG1 为模拟输入，CFG2，3 为数字输入且内置下拉 1 DRV 模拟输出 弱驱动输出，用于驱动配置电阻 14，15 ISP,ISN 差分输入 用于检测工作电流，定制功能 5 GATE 高压输出 用于驱动高侧电源通路 NMOS，定制功能 6 NMOS# 数字输入 GATE 脚驱动 NMOS 使能，低电平有效 4.4. CH224D 引脚功能说明 引脚号 CH224D 5. 功能描述 5.1. 概述 CH224是一款支持PD3.0/2.0，BC1.2等升压快充协议输入的协议电源受电端IC，支持4～22V范围内电 压的请求，并可通过多种方式动态配置优先请求的电压档位。 CH221K仅支持PD3.0/2.0协议。 CH224K/CH224D 提供单电阻配置方式和电平配置方式。CH221K 仅提供单电阻配置方式。 3 CH224手册 5.2. CH224K/CH224D 电压档位配置 5.2.1 单电阻配置 适用于同一 PCB 通过修改电阻阻值实现不同请求电压的应用场合。 CFG1对GND连接电阻，不同阻值对应不同的电压请求档位。使用单电阻配置方式时，CFG2和CFG3引脚 可悬空。电阻-请求电压对照表如下。 CFG1上阻值 6.8KΩ 24KΩ 56KΩ NC 请求电压 9V 12V 15V 20V 5.2.2 电平配置 适用于 MCU 动态调整请求电压，或 PCB 线路固定请求电压的应用场合。 CFG1，CFG2，CFG3直接连接到外部MCU的IO口，或直接连接CH224K/CH224D芯片的VDD/GND管脚，使用 电平对请求电压进行配置。真值表如下。 CFG1 1 0 0 0 0 CFG2 0 0 1 1 CFG3 0 1 1 0 请求电压 5V 9V 12V 15V 20V 使用电平配置方式时，需注意使用的 IO 口电压和默认状态。 对于 CH224K 来说，CFG2/CFG3 引脚输入电压不可高于 3.7V，对于 CH224D 来说，CFG2/CFG3 引脚输入 电压不可高于 5V。 若 MCU 等后端电路启动较慢，或 MCU 管脚有特定的默认状态，启动前 CFG1 将可能会处于浮空状态或 IO 配置模式，此时则有可能请求 20V，若系统无法承受 20V 输入，则应当在 CFG1 引脚添加配置电阻，以 保证 MCU 启动前，CH224K/CH224D 可以通过电阻配置，请求合适的电压。 5.3. CH221K电压档位配置 CFG对VDD连接电阻，不同阻值对应不同的电压请求档位。电阻-请求电压对照表如下。 CFG对VDD阻值 10KΩ 20KΩ 47KΩ 100KΩ 200KΩ 请求电压 5V 9V 12V 15V 20V 5.4. 模拟 E-Mark 功能 若要使用模拟 E-Mark 功能，以请求大于 20V 或大于 60W 输出，则必须使用 Type-C 公头，并在 CC2 引脚对 GND 连接 1KΩ 电阻。 （请咨询我司技术支持） 5.5. 仅使用 PD 协议 若无需使用 A 口协议（由 DP,DM 通讯实现的各种协议） ，可以选择 CH221K 型号。 若希望在 CH224K/CH224D 上屏蔽这些协议，需断开 CH224K/CH224D 的 DP/DM 引脚与 Type-C 接口上 DP/DM 的连接，并在 CH224K/CH224D 侧短接 DP 与 DM。对于 CH224K 此时 VBUS 引脚可 NC。 4 CH224手册 6. 参考原理图 6.1. CH224K/CH224D 使用 Type-C 母口，单电阻配置 9/12/15/20V（图中电阻配置 6.8KΩ 为 9v） Type-C VBUS VCC DP DM CC1 CC2 GND 2 8 9 11 10 VBUS VDD 7 5.1KΩ 5.1KΩ 1uF 1uF 0 6 VBUS GATE UDP UDM CC1 CC2 DRV CFG1 CFG2 CFG3 Rset阻值 请求电压 6.8KΩ 24KΩ 56KΩ NC 9V 12V 15V 20V 5 1 19 13 12 Rset 6.8KΩ VDD CH224D GND NMOS# ISP ISN 14 15 CH224D 6.2. CH224K 使用 Type-C 母口，电平配置 5/9/12/15/20V（图中电平方式配置为 12v） CFG1 CFG2 CFG3 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 请求 电压 5V 9V 12V 15V 20V 6.3. CH224K 使用 Type-C 公口，仅使用 PD 协议和 E-Mark 模拟功能（图中电阻配置 NC 为 20v） 5 CH224手册 6.4. CH221K 使用 Type-C 母口，电平配置 20V 7. 参数 7.1. CH221K 芯片绝对最大值 （临界或者超过绝对最大值将可能导致芯片工作不正常甚至损坏） 名称 参数说明 最小值 最大值 单位 TA 工作时的环境温度 -40 105 ℃ TS 储存时的环境温度 -55 150 ℃ VDD 工作电源电压（VDD 引脚接电源，GND 引脚接地） -0.5 5.8 V VODHV 高压开漏输出引脚 PG 上的电压 -0.5 13.5 V VIOCC CC1,CC2 引脚上的电压 -0.5 8 V VIOUX CFG 引脚上的电压 -0.5 VDD+0.5 V PD 整个芯片的最大功耗（VDD 电压*电流） 250 mW 7.2. CH224K 芯片绝对最大值 （临界或者超过绝对最大值将可能导致芯片工作不正常甚至损坏） 名称 参数说明 最小值 最大值 单位 TA 工作时的环境温度 -40 90 ℃ TS 储存时的环境温度 -55 105 ℃ VDD 工作电源电压（VDD 引脚接电源，GND 引脚接地） 3.0 3.6 V VIOHV 支持高压的引脚（CFG,VBUS）上的电压 -0.5 13.5 V VIOCC CC1,CC2,CFG1 引脚上的电压 -0.5 8 V VIOUX DP,DM,CFG,CFG2,CFG3 引脚上的电压 -0.5 VDD+0.5 V VIOLV CFGHV 引脚上的电压 0.8 V PD 整个芯片的最大功耗（VDD 电压*电流） 400 mW 6 CH224手册 7.3. CH224D 芯片绝对最大值 （临界或者超过绝对最大值将可能导致芯片工作不正常甚至损坏） 名称 参数说明 最小值 最大值 单位 TA 工作时的环境温度 -40 100 ℃ TS 储存时的环境温度 -55 125 ℃ VDD 工作电源电压（VDD 引脚接电源，GND 引脚接地） -0.5 6 V VIOHV VBUS 引脚上的电压 -0.5 24 V VIOCC CC1,CC2 引脚上的电压 -0.5 20 V VIOUX DP,DM,CFG1,CFG2,CFG3,DRV,NMOS#,ISP,ISN 引脚上的电压 -0.5 VDD+0.5 V VIOHX GATE 引脚上的电压 -0.5 VIOHV+6.5 V PD 整个芯片的最大功耗（VDD 电压*电流） 300 mW 7.4. CH221K 芯片电气参数（测试条件：TA=25℃） 名称 参数说明 最小值 典型值 最大值 单位 VLDOK CH221K 内部电源调节器 VDD 并联稳压 3.0 3.3 3.6 V ILDO 内部电源调节器 VDD 并联吸收电流能力 0 30 mA VR 电源上电复位的电压门限 2.2 2.4 2.6 V 7.5. CH224K 芯片电气参数（测试条件：TA=25℃） 名称 参数说明 最小值 典型值 最大值 单位 VLDOK CH224K 内部电源调节器 VDD 并联稳压 3.24 3.3 3.36 V ILDO 内部电源调节器 VDD 并联吸收电流能力 0 30 mA TOTA 超温保护模块 OTA 的参考阈值温度 90 105 120 ℃ VR 电源上电复位的电压门限 2.2 2.4 2.6 V 7.6. CH224D 芯片电气参数（测试条件：TA=25℃） 名称 参数说明 最小值 典型值 最大值 单位 VLDO 内部电源调节器 VDD 输出电压 4.65 4.7 4.75 V ILDO 内部电源调节器 VDD 对外负载能力 10 mA VR 电源上电复位的电压门限 2.6 V 2.2 2.4 7 CH224手册 8. 封装信息 封装形式 塑体宽度 引脚间距 封装说明 订货型号 QFN20 3*3mm 118mil 0.40mm 15.7mil 方形扁平无引脚封装 CH224D ESSOP10 3.9mm 150mil 1.00mm 39mil 带底板的窄距 10 脚贴片 CH224K SOT23-6L 1.6mm 63mil 0.95mm 37mil 小型 6 脚贴片 CH221K CH224手册 8 说明：封装信息图中标注的单位为 mm（毫米）。