Microchip Technology MCP22350 USB Type-C?供電 (PD) 3.1端口控制器設計用作外部Microchip MCU/SoC的配套PD控制器。這些控制器符合USB Type-C?電纜和連接器規范以及USB PD 3.1規范。MCP22350高度集成的小尺寸PD端口控制器可為USB Type-C插座提供電纜插頭方向和檢測。這些控制器通過集成USB PD 3.1 MAC與合作伙伴的USB Type-C器件實現基帶通信。MCP22350控制器包括八個可配置的通用I/O引腳，采用4mm x 4mm 28-QFN封裝。

數據手冊：*附件：Microchip Technology MCP22350 USB Type-C? PD 3.1端口控制器數據手冊.pdf

MCP22350可通過USB Type-C連接器使用PD 3.1協議來協商備用模式。這些控制器可通過使用集成電源開關，在兩個外部3.3V電源（VBUS和主電源）之間進行選擇，以支持電池電量耗盡的情況。

MCP22350控制器集成了模擬分立元件，包括電源開關、兩個支持Rp/Rd切換的VCONN場效應晶體管以及用于過壓/過流檢測的電流/電壓檢測電路。通過集成模擬分立元件，這些PD端口控制器為消費類（智能手機、平板電腦、臺式電腦和筆記本電腦）和工業應用提供了低功耗解決方案。

特性

• 用于microchip MCU或SoC的配套PD控制器
• 符合USB供電3.1規范的MAC
• 用于CPU/SoC通信的SPI接口
• 支持USB Type-C備用模式
• 雙角色端口 (DRP) 和快速角色交換 (FRS) 支持
• 支持DRP卸載模式
• 集成模擬分立元件：
  • VCONN FET，支持R p /Rd切換
  • 電池電量耗盡Rd端接
  • 針對過流情況的可編程電流檢測功能
  • 針對過壓情況的電壓檢測功能
• 集成3.3V電源開關：
  • 支持電量耗盡的電池（僅限MCP22350-2）
  • 自動在VBUS和3.3V主電源之間切換
• 電源和輸入/輸出：
  • 集成1.8V穩壓器
  • 8個可配置通用I/O引腳
• 提供4mm x 4mm 28-QFN封裝

框圖

應用示意圖

MCP22350 USB Type-C? PD 3.1端口控制器技術解析

一、產品概述

Microchip Technology的MCP22350是一款高度集成、小尺寸的USB Type-C? Power Delivery (PD) 3.1端口控制器，專為符合USB Type-C?電纜連接器規范和USB Power Delivery 3.1規范而設計。該器件提供了USB Type-C插座的電纜插頭方向和檢測功能，并通過集成的USB Power Delivery 3.1 MAC實現與合作伙伴USB Type-C設備的基礎通信。

主要特性

• ?高度集成設計?：集成了模擬離散組件，顯著減少了物料清單(BOM)和設計占用空間
• ?USB PD 3.1兼容?：完全符合最新USB Power Delivery規范
• ?雙角色端口(DRP)支持?：支持源端(DFP)和接收端(UFP)角色
• ? 快速角色交換(FRS) ?：支持電源角色的快速切換
• ?小型封裝?：采用4.0mm x 4.0mm的28-QFN封裝
• ?SPI接口?：便于與主控MCU/SoC通信

二、關鍵功能解析

1. 電源管理功能

MCP22350集成了多項電源管理特性，使其成為USB Type-C PD應用的理想選擇：

• ?集成電源開關?：自動在VBUS和主3.3V之間切換，提供死電池支持(MCP22350-2型號)
• ?VCONN FET?：集成VCONN供電控制，支持有源電纜
• ?過流/過壓檢測?：可編程電流檢測和電壓檢測功能
• ?1.8V LDO穩壓器?：集成穩壓器簡化電源設計

2. 通信接口

• ?SPI接口?：最高支持25MHz時鐘頻率，用于與主控制器通信
• ?通用I/O?：8個可配置GPIO引腳，支持多種外設控制
• ?USB PD MAC?：完整實現PD 3.1協議棧，包括CRC生成/校驗、4B/5B編解碼等

3. 系統控制特性

• ?多種工作模式?：支持SLEEP、STANDBY、ACTIVE等多種電源狀態
• ?中斷系統?：豐富的可配置中斷源，包括HPD、電源開關、看門狗等
• ?PIO覆蓋功能?：無需軟件干預即可改變PIO狀態，快速響應關鍵事件

三、典型應用電路

1. 電源連接配置

MCP22350提供兩種版本，電源連接略有不同：

?MCP22350-1電源連接?：

• 3.3V板級電源通過3V3_ALW引腳供電
• 需要1μF電容連接VSW引腳
• VDD18_CAP需要1μF電容

?MCP22350-2電源連接?：

• 增加了2.2μF電容用于死電池支持
• 其余配置與MCP22350-1相同

2. 典型應用框圖

在筆記本應用中，MCP22350通常作為配套PD控制器與主MCU配合使用：

• 通過SPI接口與主MCU通信
• 控制外部電源設備實現電壓/電流調節
• 管理USB Type-C連接檢測和方向控制

四、設計注意事項

1. ?死電池支持?：MCP22350-2版本提供硬件級死電池支持，適合電池供電應用
2. ?VCONN放電?：當UFP斷開時，必須按照規范在tVconnOff(35ms)內斷開VCONN供電
3. ?DRP設計?：實現雙角色端口時需注意tDRP定時器配置(50-100ms范圍)
4. ?散熱考慮?：雖然采用小尺寸QFN封裝，但需確保適當散熱，特別是在高功率傳輸時

五、目標應用領域

MCP22350適用于廣泛的消費和工業應用，包括但不限于：

• 筆記本電腦
• 一體機/臺式PC
• 智能手機和平板電腦
• 顯示器和擴展塢
• HDTV和打印機
• 多端口充電器