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随着电子设备对高功率快充需求的不断提升，USB PD协议已成为现代智能设备供电方案的核心标准。得益于可编程电压输出（PDO）和可编程功率输出（PPS）等机制，PD3.1就已支持最高240W的传输功率，最新的PD3.2更是细分了功率等级以实现更灵活的电压输出控制。尤其是EPR规范的推出，使得USB-C接口可支持高达48V电压，从而推动电动工具、笔记本电脑等设备全面转向USB-C供电，供电芯片的可靠性和安全性等也被赋予了更高的期望。
HUSB253
为满足新一代高功率设备的供电需求，慧能泰推出了一款符合USB PD3.2规范的PD DRP控制芯片HUSB253。该芯片支持USB PD3.2的扩展功率范围（EPR），可实现最高240W的功率传输，支持高达48V的工作电压，并且关键引脚耐压高达60V。这款芯片能够在PD消息交互的同时，实时调节电源路径与保护策略，实现更智能的双向供电管理，为高压电动工具，移动电源，笔记本电脑，平板电脑，E-Bike，机器人以及家用电器等大功率USB-C设备提供可靠的供电方案。
图1：HUSB253 芯片图
产品特性：
支持PD 3.2协议的USB Type-C DRPl
支持48V扩展功率范围（EPR）的FPDO和EPR AVS
内置DPDM PHY，支持多种专有协议，包括QC2至QC5、AFC、FCP、SCP、UFCS
支持VDM和EPR通信
集成N-MOSFET驱动器，支持软启动
集成eMarker检测和VCONN供电功能
集成死电池功能，支持作为SINK（接收端）请求供电
硬件保护功能，包括过流保护（OCP）、短路保护（FOCP）、过压保护（OVP）、过温保护（OTP）和热关断（TSD）等
集成11位ADC
VIN和VBUS引脚最高支持60V耐压，最大输入输出电压可达48V
可编程睡眠模式，待机时功耗低至2.5mW
集成VIN引脚放电电路，减少外部元件数量
在协议支持方面，HUSB253可支持包括SPR FPDO, SPR PPS APDO, SPR AVS APDO, EPR FPDO和EPR AVS APDO在内的各类可编程电压和电流的PDO，满足从15W无线充电板到240W电动工具等各种应用的供电需求。此外，其可编程的DPDM PHY模块能够兼容多种专有快充协议，包括QC 2.0/3.0/3+、AFC、FCP、SCP、UFCS 以及Divider 3模式，为各种传统与新兴充电标准提供无缝互通的解决方案。
图2：HUSB253 240W PDO配置
HUSB253在内部集成了必要的硬件保护功能，包括过流保护（OCP）、短路保护（FOCP）、过压保护（OVP）、过温保护（OTP）及热关断（TSD）。此外，芯片集成N-MOSFET驱动器，并支持软启动，可平滑控制电源路径导通；内置11位分辨率ADC，可实时监测电压与电流状态，配合内置死电池功能，保证在电池电量耗尽的情况下设备仍能正常请求供电。
在引脚设计上，HUSB253提供多达24个引脚，包括用于电压检测与功率传输的VIN、VBUS 与VCONN，以及复用的GPIO、UART、I²C与ADC通道等。同时，该芯片上不仅具备多路可配置的I/O，用于实现多样化的系统通讯与控制，还集成了VFB/VSNS引脚用于精确的电压环补偿，以及OPTO引脚用于对隔离型ACDC控制器的光耦反馈，从而在多种拓扑结构中均能实现高精度的功率管理。
图3：HUSB253引脚定义图
HUSB253采用4mm×4mm QFN-24L封装，睡眠功耗低至2.5mW，适用于便携式电源、电动工具及各类大功率移动设备。基于其兼容OPTO、FB控制与I2C控制的多种应用电路，设计者可根据不同场景灵活选择外部补偿网络或通过主控MCU进行数字化管理，从而保证功率和效率的平衡。
图4：HUSB253典型应用路图
下面是慧能泰基于HUSB253与南芯SC8808 Buck-boost charger打造的6-12串电池240W方案原理设计图。
图5：HUSB253+SC8808 240W方案原理设计图
在这套高串数240 W双向升降压方案中，HUSB253作为核心PD控制器，负责端口电流采样、PDO解析与功率协商：它通过CC引脚获取对端电源能力信息，并实时采集双向电流数据。在放电（Source）模式下，HUSB253通过I²C配置XX8808的工作参数，同时整合过压、过流、短路等保护策略，快速响应确保稳定输出高达240W的功率；在充电（Sink）模式下，HUSB253与适配器通信，请求对应电压，并通过I2C与XX8808通信，配置充电功率与各种保护参数。同时XX8808作为实际的双向升降压功率级，与HUSB253紧密配合，实现电池包与外部USB-C设备之间的高效能量互传。
慧能泰还同步推出了一款基于HUSB253的开发板，以便于调试。
图6：HUSB253 开发板
慧能泰还提供一套完整的240W USB PD供电解决方案，覆盖从电源适配器端到设备端的全链路应用。包括适配器端的240W PD3.2 EPR供电控制器HUSB368；支持240W功率传输的USB Type-C线缆电子标签芯片HUSB332E；以及设备端支持双角色端口的240W PD3.2 EPR DRP控制器HUSB253。此外，即将推出的HP1020 PFC+AHB反激组合控制器，将为240W USB PD电源适配器提供最高效的电源管理方案。
图7：240W集成解决方案框图
USB PD3.2 EPR生态正向更高电压、更大功率、更智能化的方向发展，在这一趋势下，集成度高、协议处理与功率控制并重的芯片方案，将成为设计者实现高效、高可靠系统的首选。慧能泰最新推出的HUSB253符合最新的PD3.2规范，最高支持48V的输入/输出电压，可灵活的切换输入端/输出端，同时具备丰富的硬件保护与监测功能。这款芯片的推出，有助于提升单一接口下实现更高功率的电力传输能力，加速USB-C生态向更多领域的普及与升级。