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USB Type-C PD 和 Type-A 双口控制器
XPD938(文件编号：S&CIC1979)
1
特性
通过 USB PD3.0 认证（TID：5594）
支持 USB Type -C 协议
- 配置为 DFP（Source）
- 广播 3A/1.5A 电流
集成 10mΩ电流检测电阻
内置 VPWR 和 VBUS 双放电通路
支持线损补偿功能
支持 USB Type-A 和 Type-C 双口工作模式
- 独立工作都有快充，同时工作回 5V
支持 USB Power Delivery（PD）2.0 和 3.0
- A 口连接苹果充电线但未接入苹果手机时，
以及 PPS 协议
C 口仍然有快充
- 集成完整 PD 分层通信协议
- PDO 可配置：5V，9V，12V，15V，20V
- 输出功率高至 65W
- APDO 可配置：5V Prog，9V Prog，15V
A 口充饱关断电流阈值 10mA，小电流充电
支持在线升级
安全性
- 过压/欠压保护
Prog，20V Prog
支持 Quick Charge 3.0+/3.0/2.0 协议
- 过流保护
- 支持小米 CHARGE TURBO 27W 协议
- 过温保护
支持华为 FCP/SCP/HVSCP 协议
CC1/CC2/DP1/DM1/DP2/DM2 过压保护
支持三星 AFC 协议
ESD 特性± 4KV
支持 VOOC 2.0 协议
Package: TSSOP-20 和 QNF4x4-20
支持 USB BC1.2 DCP
支持 Apple 2.4A 充电规范
集成 CC、CV 环路控制
AC-DC 适配器
集成 10mΩ VBUS 通路功率开关管
USB 充电设备
Version 1.8
2
应用
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USB Type-C PD 和 Type-A 双口控制器
XPD938(文件编号：S&CIC1979)
3
应用简图
CVPWR
RFB1
VPWR
VBUS
VPWR
VBUS
CVBUS
XPD938
CC2
OPTO
USB
USB
TYPEType
C
-C
RCMP1 CCMP1
RCMP2 CCMP2
CC环路补偿RC参数推荐如下：
RCMP2=10K
CCMP2=10n
20R
RS1
DM1
IREF
DP1
GND
CC1
CSN
GD2
CSP
VBUSA
ISP2
DM2
DIS
DP2
RS2
RFB1
CGATE
PMOS
USB
Type
-A
AC-DC应用图
VPWR
CVPWR
Power
Supply
VFB
RFB2
VBUS
VPWR
CVBUS
VBUS
XPD938
OPTO
CC2
VFB
DM1
IREF
DP1
GND
CC1
CSN
GD2
CSP
VBUSA
USB
USB
TYPEType
C
-C
Feedback
RFB2
CGATE
PMOS
RS1
RS2
ISP2
DM2
DIS
DP2
USB
Type
-A
DC-DC应用图
Version 1.8
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XPD938(文件编号：S&CIC1979)
4
USB Type-C PD 和 Type-A 双口控制器
概述
XPD938 是一款集成 USB Type-C、USB Power Delivery（PD）2.0/3.0 以及 PPS、
QC3.0+/QC3.0/QC2.0 快充协议、华为 FCP/SCP/HVSCP 快充协议、三星 AFC 快充协议、BC1.2
DCP 以及苹果设备 2.4A 充电规范的多功能 USB Type-C 和 Type-A 双端口控制器。
XPD938 内置的 Type-C 协议可以支持 Type-C 设备插入自动唤醒，智能识别插头的正
插与反插，并实现连接。XPD938 集成的 PD 协议支持双向标记编码（BMC），集成硬件
的物理层协议和协议引擎，无需软件参与编解码。
当 Type-C 和 Type-A 其中一个端口接入设备时，Type-C 或 Type-A 端口都可以实现独
立的快充功能。当 Type-C 和 Type-A 都接入设备时，XPD938 会将输出电压降至 5V 给设
备供电，其中 Type-C 端口 PD 只广播 5V/3A，保留 BC1.2 以及 Apple 2.4A，而 Type-A 端
口则只保留 Apple 2.4A。
特别的，当 Type-A 口一直连接苹果充电线但未接入苹果手机时，
Type-C 口仍然有快充功能。作为充电器应用时，充电线会经常与充电器连接在一起。
XPD938 完美解决了 Type-A 和 Type-C 口连接充电线应用时的快充难题。此外，Type-A 口
充饱关断电流阈值低至 10mA，可支持智能穿戴设备小电流充电。
XPD938 通过一路可 Sink/Source 的电流源，连接到 AC-DC 或 DC-DC 的反馈引脚实现
动态调节电压。不管是启动还是调压过程，都具备软启动功能，实现电压平顺过渡。
XPD938 内部集成 CC 环路控制，在共享电源下可以有效的控制总电流缓解前端电源
压力
XPD938 支持二次烧录，可实现在线升级。
XPD938 内建多种保护机制确保设备安全：包括动态过压/欠压/过流保护（可根据设
备请求的工作电压/电流按照比例调整保护点）；启动监测（VBUS 输出前会监测端口电
压是否处于安全状态）。
XPD938 集成 10mΩ VBUS 功率开关管，集成 10 mΩ 电流检测电阻，内置 VPWR 和
VBUS 双放电通路，节省了外围器件，发生错误时可以快速关闭输出并恢复到安全状态。
XPD938 采用 TSSOP20 和 QFN4X4-20 两种封装，外围简洁，很容易通过 USB PD 认证
测试。
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XPD938(文件编号：S&CIC1979)
5 引脚定义
CC2
VFB
4
17
DM1
IREF
5
16
DP1
GND
6
15
CC1
CSN
7
14
GD2
CSP
8
13
VBUSA
ISP2
9
12
DM2
DIS
10
11
DP2
OPTO
1
TSSOP20
TSSOP20
1/2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19/20
QFN20
18/19/20
1
2
3
EPAD
4
5
6
/
7
8
9
10
11
12
13
14
15/16/17
Version 1.8
名称
VPWR
OPTO
VFB
IREF
GND
CSN
CSP
ISP2
DIS
DP2
DM2
VBUSA
GD2
CC1
DP1
DM1
CC2
VBUS
VFB
2
IREF
3
CSN
4
CSP
5
VBUS
18
20 19 18 17 16
15
14
CC2
13
DM1
12
DP1
11
10
CC1
GND
6
7
8
9
VBUS
GD2
3
VPWR
OPTO
XPD938Q
VBUS
VBUS
DM2
19
VBUSA
2
VPWR
VBUS
DP2
VPWR
20
XPD938
VPWR
1
ISP2
VPWR
QFN4x4-20
描述
输入电源
光耦驱动（不使用则悬空）
电压调节端口（接到系统电压反馈点）
CC 环路补偿脚（不使用 CC 功能则保持悬空）
电源地
电流检测负极端口（不使用则接 GND，不可悬空）
电流检测正极端口（不使用则接 GND，不可悬空）
Type-A 口电流检测正端口
外部泄放 NMOS 管栅极控制
Type-A 口 DP
Type-A 口 DM
Type-A 口输出电源
Type-A 口电源通路上 PMOS 开关驱动
Type-C 口配置通路 CC1
Type-C 口数据端口 DP
Type-C 口数据端口 DM
Type-C 口配置通路 CC2
Type-C 口 VBUS 输出
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XPD938(文件编号：S&CIC1979)
6 订购信息
料号
USB Type-C 端口 PDO 和 APDO 配置
QC 配置
XPD938A
PDO : 5V/3A, 9V/2.22A
ClassA
XPD938B
PDO : 5V/3A, 9V/2.22A, 12V/1.67A
ClassA
PDO : 5V/3A, 9V/2.22A, 12V/1.67A
APDO1 : 3.3-5.9V/3A
APDO2 : 3.3-11V/1.8A
PDO : 5V/3A, 9V/2.77A
APDO1 : 3.3-5.9V/3A
APDO2 : 3.3-11V/2.25A
PDO : 5V/3A, 9V/2.77A
APDO1 : 3.3-5.9V/3A
APDO2 : 3.3-11V/2.75A
PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/2.5A, 15V/2A,
20V/1.5A
PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/2.5A, 15V/2A,
20V/1.5A
APDO1 : 3.3-11V/3A
APDO2 : 3.3-16V/2A
PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/2.5A, 15V/3A,
20V/2.25A
PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/3A, 15V/3A,
20V/2.25A
APDO1 : 3.3-11V/3A
APDO2 : 3.3-21V/2.15A
PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/2.5A, 15V/3A,
20V/3A
PDO : 5V/3A, 9V/3A, 12V/3A, 15V/3A,
20V/3A
APDO1 : 3.3-11V/3A
APDO2 : 3.3-21V/2.85A
ClassA
XPD938BP
XPD938APS25
XPD938APS30
XPD938D30
XPD938DP30
XPD938D45
XPD938DP45
XPD938D60
XPD938DP60
可定制
可定制
XPD938QXXXXX
参考相应的 TSSOP20 封装
印字
封装
XPD938
XXXXX
TSSOP20
2.5K/盘
ClassA
ClassA
ClassB
ClassB
ClassB
ClassB
ClassB
ClassB
QFN20
4K/盘
印字说明：
第一行，XPD938：芯片型号；
第二行，XXXXX：Lot Number，XX：版本信息。
注 1：以上料号 A 口默认不开启 SCP，如需要支持 SCP，需要定制，且如果开启则 5V 初始电压需设
置为 5.2V；
注 2：QC 支持的最高电压与 PDO 广播的最高电压一致，而与 APDO 广播电压无关。
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USB Type-C PD 和 Type-A 双口控制器
选型参考
QC3.0 FCP/SCP AFC VOOC PD3.0 PPS CC CV A+C SR
XPD319
XPD320
XPD618
XPD636
XPD720
XPD738
XPD737
XPD767
XPD818
XPD819
XPD820
XPD920
XPD938
XPD930
XPD977
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Version 1.8
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SR
XPD-LINK
MOS
在线
升级
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USB Type-C PD 和 Type-A 双口控制器
XPD938(文件编号：S&CIC1979)
7 规格参数
7.1 极限工作参数(1)
最小值
最大值
单位
-0.3
28
V
-0.3
7
V
结温
-40
150
℃
存储温度
-65
150
℃
耐压值
参数
VPWR, VBUS, VBUSA,
CC1, CC2, DP1, DM1,
DP2, DM2, OPTO
其他
(1) 超出极限工作范围值可能会造成器件永久性损坏。长期工作在极限额定值下可能会影响器件
的可靠性。
7.2 ESD 性能
符号
VESD
参数
值
单位
HBM
±4000
V
ESD 测试基于人体放电模型（HBM）。
7.3 推荐工作条件
参数
VPWR
输入电压
CVBUS
VBUS 电容
CVPWR
VPWR 电容
CGATE
最小值
典型值
3.6
最大值
单位
21
V
1
µF
10
µF
Type-A 口 MOS 的 GS 电容
47
nF
RFB1
系统电压分压电阻
100
kΩ
RFB2
系统电压分压电阻
33
kΩ
RS1
恒流电流检测电阻
10
mΩ
RS2
Type-A 口电流检测电阻
5
mΩ
TA
工作环境温度
4.7
-40
85
℃
7.4 热阻值
符号
参数
值
单位
RθJA
结温和周围温度之间的热阻(1)
100
RθJCtop
结温和封装外壳表面温度之间的热阻
36
RθJB
结温和板温度之间的热阻
45
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℃/W
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7.5 电气特性
如无特殊说明，下述参数均在该条件下取得：TJ= 25℃，3.3V≤VPWR≤16V
参数
测试条件
最小
VVPWR_TH
ISUPP
VFOVP
VSOVP
VSUVP
芯片供电相关（VPWR，VBUS）
Rising edge
Falling edge
VPWR UVLO 门限
Hysteresis
典型工作电流
VPWR=5V，VBUS=5V
Voltage Protection (VBUS)
Fast OVP 门限，
always enabled
Slow OVP 门限
VBUS UVP 门限
典型
最大
单位
3.3
2.9
0.4
2
mA
Ref to target voltage
+20%
V
Ref to target voltage
Ref to target voltage
+15%
-22%
V
V
10
mΩ
50
1.15
Ω
V
mV
us
V
Switch MOSFET
RDSON
Transmitter (CC1, CC2)
RTX
VTXHI
VTXLO
tUI
tBMC
Output resistance
Transmit HIGH
Transmit LOW
Bit unit interval
Rise/fall time of
BMC
During transmission
-75
75
3.3
Rload=5.1k,Cload=1nF
300
600
ns
Receiver (CC1, CC2)
VRXHI
VRXLO
IRP_SRC
Receive HIGH
Receive LOW
CC1/CC2
Broadcasting
current
840
525
330
885
570
356
166
180
194
Ref to Power Capability(pd)
USB-A
ICC（恒流值）
VITRIP
ICC
3A DFP mode, 0 ≤ 𝑉𝐶𝐶𝑋 ≤ 2.5V
1.5A DFP mode, 0 ≤ VCCX ≤
1.5V
OCP
800
485
304
恒流值
mV
uA
uA
+20%
4
A
A
3.3
A
OTP (internal)
TJ1
Die temperature
Temperature rising edge
Hysteresis
135
145
20
155
℃
℃
0.25
1.8
0.325
2
0.4
2.2
V
V
1
1.25
1.5
s
HVDCP interface (DP, DM)
VDAT(REF)
VSEL(REF)
TGLITCH(DP)HIGH
TGLITCH(DM)LOW
Version 1.8
数据线检测电压
输出电压选择
D+高电平扰动滤
波时间
D-低电平扰动滤
1
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TGLITCH(V)CHANGE
TGLITCH(CONT)CHANGE
RDAT(LKG)
RDM(DWN)
RON(N1)
VTH(PD)
TDPD
ΔIT(UP)
ΔIT(DO)
波时间
输出电压扰动滤
波时间
连续模式的扰动
滤波时间
D+漏泄电阻
D-下拉电阻
开关 N1 导通电
阻
受电设备连接检
测电压阈值
受电设备连接检
测滤波时间
电压升高时电流
源阶跃步长
电压降低时电流
源阶跃步长
USB Type-C PD 和 Type-A 双口控制器
20
40
60
ms
100
150
200
us
300
14.25
500
19.53
800
24.5
KΩ
KΩ
40
100
Ω
0.25
0.325
0.4
V
120
160
200
ms
RIREF=100KΩ
2
uA
RIREF=100KΩ
2
uA
Apple 2.4A 充电模式
VDAT(2.7V)
RDAT(2.7V)
2.57
D+/D-数据线电压
D+/D-数据线输出
阻抗
2.7
2.84
V
15
KΩ
2.7
V
FCP 充电模式
VTX-VOH
VTX-VOL
VRX-VIH
VRX-VIL
Trise
Tfall
Version 1.8
D- FCP TX Valid
High
D- FCP TX Valid Low
D- FCP RX Valid
High
D- FCP RX Valid
High
FCP Pulse Rise Time
FCP Pulse Fall Time
0.3
10% - 90%
90% - 10%
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V
1.2
V
0.9
V
2.5
2.5
us
us
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8 应用信息
8.1 功能模块图
VBUS
VPWR
VPWR
Monitor
OCP/OVP/UVP
Analog driver
CC1
CC2
oscillator
HVDCP
DP1
DM1
DP2
DM2
USBA_2
Plug-in detect
&
Driver
GD2
ISP2
CSP
CSN
Current sense
GND
Pull-up
BMC Modem
IREF
CV/CC
VFB
BMC
reciver/transmitter
Digital
Control
logic
OPTO
Power
management
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8.2 VPWR、VBUS 和 VBUSA
VPWR 是 USB Type-C 口 VBUS 和 USB Type-A 口 VBUSA 的输入电源，也是芯片的供电
电源。
VPWR 连接前级 AC-DC 或者 DC-DC 的电源输出端。建议靠近 VPWR 接对地电容 CVPWR，
推荐 CVPWR 典型值为 10µF。根据 USB 组织要求，Type-C 口 VBUS 需要接对地电容 CVBUS，
CVBUS 值不能大于 10µF。Type-A 口 VBUSA 无需接对地电容。
8.3 恒压环路与 OPTO、VFB
XPD938 内部集成恒压运算放大器，通过 OPTO 和 VFB 形成恒压环路（CV），如下图
所示。OPTO 端口直接驱动光耦，可以省掉传统的 TL431。OPTO 可以耐压至 25V 以上。
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VPWR
RFB1
100k
OPTO
RCMP1
CCMP1
VFB
VREF_1.24V
RFB2
恒压环路（CV）需要在外部进行补偿，补偿电阻 RCMP1 和补偿电容 CCMP1 由具体应用
决定。VFB 内部的基准电压为 1.24V。VPWR 上的反馈电阻网络的分压电阻 RFB1 必须接
100 kΩ。
如果初始输出电压设定为 5V，则另一个分压电阻 RFB2 为 33k。可通过下面公式计算
得到：
𝑅𝐹𝐵2 =
1.24 ∗ 𝑅𝐹𝐵1
𝑉𝑃𝑊𝑅 − 1.24
通过调整 RFB2 的值可以改变初始输出电压。
反馈电阻网络的分压电阻 RFB1 和 RFB2 的精度影响 VBUS 电源精度，推荐使用 1%精度
电阻。
8.4 CC 环路
XPD938 内部集成了恒流环路控制，通过 OPTO、IREF 以及 CSN 和 CSP 实现环路控制
和电流采样，外部采样电阻 RS1 为 10mΩ， 该 10mΩ 采样电阻需采用开尔文连接，一端
为 CSP，另一端为芯片的 CSN；CC 典型值统一为 3.3A，不区分输出电压，精度在 5%以
内，而为保证恒流精度推荐采用 1%精度阻值。CC 环路补偿电阻 RCMP2 和补偿电容 CCMP2
推荐使用 10K 和 10n。
8.5 电流检测
XPD938 有两路电流检测电路，分别对应 USB Type-C 口和 Type-A 口。Type-C 口电流
检测完全内置，过流保护点默认为 PDO 广播电流的 120%。
Type-A 口通过外部 5mΩ 采样电阻检测电流。5mΩ 电阻对应的充饱关断电流阈值为
10mA，当 A 口设备抽电小于 10mA 时会断开 A 口电源。Type-A 口过流保护点可以根据
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USB Type-C PD 和 Type-A 双口控制器
具体应用需求配置，默认为 3.6A，不区分输出电压。5mΩ 采样电阻需采用开尔文连接，
一端为 ISP2，另一端为芯片的 CSP。
8.6 线损补偿
XPD938 具有线损补偿功能，可以根据输出电流按比例（即补偿系数）增加输出电压。
补偿系数可以内部配置。例如 XPD938 的补偿系数配置为 60mV/A，前端电源空载时输出
电压为 5V，当输出电流为 3A 时，前端电源的输出电压会增加至 5.18V。
8.7 USB Type-C 和 Type-A 双口应用
XPD938 只需要外围简单连接少量元器件，便可以实现 USB Type-C 和 Type-A 双口应
用，具体应用电路参考第 9 节。下图单独给出 USB Type-A 口的应用示意图，便于理解
Type-A 口的工作原理。Type-A 口 VBUSA 电源通路上需要 PMOS 作为开关，数据线 DM2、
DP2 用于协议通信，GND 通路上连接一个电流检测电阻 RS。
VPWR
PMOS
20V, 3A
GD2
VBUSA
DM2
USB
Type-A
DP2
ISP2
GND
RS2, 5m
当 Type-C 和 Type-A 只有其中一个端口接入设备（包括充电线缆）时，Type-C 或 Type-A
端口都可以实现独立的快充功能。
当 Type-C 和 Type-A 都接入设备时，XPD938 会将输出电压降至 5V 给设备供电，其
中 Type-C 端口 PD 只广播 5V/3A，保留 BC1.2 以及 Apple 2.4A，而 Type-A 端口则只保留
BC1.2 以及 Apple 2.4A。特别的，当 Type-A 口一直连接苹果充电线但未接入苹果手机时，
Type-C 口仍然有快充功能。作为充电器应用时，充电线会经常与充电器连接在一起。
XPD938 完美解决了 Type-A 和 Type-C 口连接充电线应用时的快充难题。
当 Type-A 口设备充电电流低于充饱关断电流阈值时，VBUSA 断开供电。XPD938 具
有 10mA 以内的充饱关断电流阈值，从而可以支持智能穿戴等小电流设备充电。
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USB Type-C PD 和 Type-A 双口控制器
8.8 可靠性
由于 CC1/CC2/DP1/DM1/DP2/DM2 引脚直接连接到 USB 端口，使用过程中容易和电
源短路对芯片造成损坏，XPD938 为了增强产品安全可靠性，对这些引脚的耐压值特别
提高到 25V 以上。
XPD938 具有完备的 OVP/OCP/UVP 保护功能。OVP/OCP/UVP 保护阈值会根据设备选
择的电压进行调整，最大限度保护设备安全。
XPD938 内置 VPWR 和 VBUS 能量泄放通路，在特定情况下会开启并分别泄放 VPWR
和 VBUS 电源能量。
XPD938 的芯片结温到达 145℃后会关闭输出，
降到 125℃后解除保护重新开始工作。
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9 应用电路
9.1 AC-DC 应用图
VBUS
VPWR
CVPWR
10u
RFB1
100K
VBUS
VPWR
XPD938
OPTO
CC2
VFB
DM1
IREF
DP1
GND
CC1
CSN
GD2
CSP
VBUSA
CVBUS
1u
USB
USB
TYPEType
C
-C
RCMP1 CCMP1
RCMP2 CCMP2
RFB2
33K
473
PMOS
20V,3A
20R
RS1 10m
RS2 5m
ISP2
DM2
DIS
DP2
USB
Type
-A
AC-DC应用图
图中所示元器件参数供参考，可以根据实际应用进行调整。
参考 8.3 节内容设置反馈网络分压电阻 RFB1 和 RFB2 的值。根据实际应用电路的环路
稳定性设置补偿网络 RCMP1、CCMP1 和 RCMP2、CCMP3 的值。Type-A 口 VBUSA 通路上的 PMOS
推荐选用耐压值 20V 以上，电流能力 3A 以上。Type-A 口的电流检测电阻 RS2 可以选择
5%精度电阻。为保证恒流精度 RS1 推荐使用 1%精度电阻。
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9.2 DC-DC 应用图
CVPWR
10u
Power
Supply
VPWR
RFB1
100K
VBUS
VPWR
VBUS
XPD938
OPTO
CC2
VFB
DM1
IREF
DP1
GND
CC1
CSN
GD2
CSP
VBUSA
CVBUS
1u
USB
USB
TYPEType
C
-C
Feedback
RFB2
RS1
RS2
10m
5m
ISP2
DM2
DIS
DP2
473
PMOS
20V,3A
USB
Type
-A
DC-DC应用图
图中所示元器件参数供参考，可以根据实际应用进行调整。
前端电源的反馈电阻网络的分压电阻 RFB1 必须接 100 kΩ。Type-A 口 VBUSA 通路上的
PMOS 推荐选用耐压值 20V 以上，电流能力 3A 以上。Type-A 口的电流检测电阻 RS2 可
以选择 5%精度电阻。电阻 RS1 与芯片线补密切相关，推荐使用 1%精度。
9.3 PCB layout 注意事项
1．采样电阻 Rs1 和 Rs2 的走线采用开尔文连接方式，走线尽量粗而短，且 CSP 需连接
到 Rs1 和 Rs2 交点；
2．输入电容 CVPWR 以及输出电容 CVBUS 尽量靠近芯片；
3．PCB 布局时尽量避免与主发热器件摆放在一起；
4．尽量避免 VFB 连线受到干扰；
5．USB Type-A 口的外壳禁止连接到 PCB 板上的 GND 网络。
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10 封装信息
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QFN20
符号
A
A1
b
c
D
D2
E
E2
e
Ne
Nd
L
h
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最小值（mm）
0.70
0.02
0.18
0.18
3.90
1.90
3.90
1.90
0.35
0.25
典型值（mm）
0.75
0.25
0.20
4.00
2.00
4.00
2.00
0.50BSC
2.00BSC
2.00BSC
0.40
0.30
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最大值（mm）
0.80
0.05
0.30
0.25
4.10
2.10
4.10
2.10
0.45
0.35
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