以下文章來源于意法半導體工業電子

TCPP01-M12保護處于受電（充電）模式的USB Type-CTM端口抵御VBUS上最高24 V（CC線路上最高6 V）的過電壓，以及抵御連接器引腳上的靜電放電。TCPP是Typc-c接口保護的簡稱，而TCPP01-M12則為單一產品，其可以作為STM32MCU的配套芯片使用，并采用內置USB-C Power Delivery（UCPD）。因此，將STM32G0、STM32G4、STM32L5或STM32U5與TCPP01-M12組合使用，比使用一堆外部設備要劃算得多。端口無連接時的零靜態電流使TCPP01-M12與眾不同。

TCPP01-M12：保護USB-C的普及性

USB-C的興起

媒體將2019年稱為USB-C實現關鍵應用的一年。從那時起，連接器已經滲透到科技行業的許多方面，甚至是我們的新款STLINK-V3MINIE。意法半導體的調試探針只使用成熟技術，以獲取龐大的目標群體，享有更高的可靠性。因此，USB-C的出現具有高度象征意義。此外，歐盟表示將強制推廣USB-C充電器。因此，各公司不得不將該端口集成到各自的產品中。雖然具體范圍尚不清楚，但內部市場和消費者保護委員會就此事舉行的最新一次會議建議擴大該規定適用的產品類型。

USB-C帶來的新挑戰

采用USB-C帶來一系列新挑戰。質量低下、不能適當控制電壓的充電器正日益充斥著市場。因此，如果受電設備（充電）僅需要5V電壓，而粗制濫造的供電產品（充電器）由于硬件或軟件缺陷而保持在20 V，那么在未進行充分保護的情況下，充電產品的VBUS線路就有可能遭到嚴重損壞。除此之外，工程師還必須防止靜電放電或電氣過載。由于USBType-C連接器非常小，因此必須保護其免受CC線和VBUS線之間發生的短路的影響，這種短路可能會損壞USB控制器。

歐盟關于USB-C的舉措也會影響設計領域，盡管目前還沒有具體規定。許多公司甚至在使用非常傳統的功率配置文件時也采用該端口。事實上，許多現代USB-C產品受益于USBPower Delivery，其3.1版本可以處理最高48 V和5 A。然而，在許多情況下，設計將在5 V和3 A傳統模式下使用USB-C。這種配置不需要功率傳輸控制器，因為功率配置文件只需要一個下拉電阻。另一方面，相同的設備需要進行保護，因為它們可能與發送功率更高的產品一起運行。因此，即使是傳統模式也需要可靠的保護。

TCPP01-M12：賦能USB-C保護

成本效益更高的USB-C保護

【MCU周邊所有保護器件和過濾器產品】

截至目前，保護電路都位于USB-C功率傳輸控制器內。然而，通過在MCU內部使用嵌入式模塊并提供配套的Type-C端口保護，我們降低了物料成本。我們在不使用昂貴的USB-C PD ASIC控制器的情況下，還促進了從micro-B設備的轉型。MCU和TCPP01-M12的產品組合可謂是一項引人矚目的成本降低方案，其中一個原因在于保護裝置集成了VBUS柵極驅動器，從而可以使用更實惠的N-MOSFET，而非昂貴的P-MOSFET。此外，TCPP01-M12還通過了USB-IF認證（測試ID：5205），這意味著如果團隊遵循意法半導體的實現和代碼示例，即可加快各自產品的認證速度。

更高效的USB-C實現

將TCPP01-M12與配備PowerDelivery控制器的微控制器搭配使用，另一個優勢是能夠提供靈活的架構。工程師可以將低壓MCU域和高壓電源路徑分隔開，并借鑒所有需要的保護措施。此外，為了實現有效保護，實際上可以將TCPP01-M12的QFN12封裝靠近USBC型連接器本身設置。在該設備對可編程電源（PPS）的支持下，受電設備的充電電壓最低為3.3V，并以20 mV為步長值請求增加電壓，直到其匹配電池的特性，這樣能夠提供快速充電能力，同時保護了系統安全。

與競爭性解決方案相比，TCPP01-M12具有低RDSon和零靜態電流，對整體效率有正面影響。由于設備是從MCU的GPIO引腳接收電源，而不是內部低壓差穩壓器，所以最后一個特性是可行的。結果，當用戶拔出電纜時，TCPP01-M12根本不會消耗任何能量。這對于那些尋求設計微型產品（配備小型電池）的公司來說尤為重要。許多工程師可能對此并不重視，但如果一件產品的尺寸像筆那樣小巧，那么每一微安其實都很重要。

從X-NUCLEO-SNK1M1入門

到目前為止，USB-C PD標準的要求仍然非常高。工程師必須閱讀五百頁才能理解這個協議，團隊也必須從頭開始做幾乎所有的事情。然而，意法半導體現在將在其所有具有USB-C接口的新開發板上納入TCPP01-M12，設計人員可以獲取我們的原理圖，并在其設計中重復使用。我們還隆重推出X-NUCLEO-SNK1M1，這是一款采用TCPP01-M12的64引腳Nucleo擴展板，還是一種負載開關，可以在與NUCLEO-G071RB或NUCLEO-G474RE開發板結合使用時，實現高達100W的PPS USB-C Power Delivery受電應用。

工程師還可以將擴展板與不包含USB功率傳輸控制器的微控制器組合使用，以模仿傳統應用。TCPP01-M12應用于NUCLEO-L552ZE-Q和NUCLEO-U575ZI-Q。保護裝置采用間距為500 μm的QFN12封裝，這在PCB組件中仍然很常見，因此更易于使用。我們提供了相關的應用筆記，為尋求使用我們的Nucleo板、STM32CubeMX和STM32CubeMonUCPD構建原型的工程師提供入門指導。意法半導體還提供了X-CUBE-TCPP，其中包含中間件和示例代碼。