慧能泰发布USB PD3.2 DRP控制芯片HUSB253

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PD3.2协议的USB Type-C DRP

? 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、I?C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典型应用电路图

下面是慧能泰基于HUSB253与友商产品XX8808 Buck-boost charger打造的6-12串电池240W方案原理设计图。

图5：HUSB253+XX8808 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I?C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。

免费送样

HUSB253现已开放样品申请。

关于慧能泰半导体

深圳慧能泰半导体科技有限公司是一家专注于智慧能源控制技术的公司，主要面向智能快充和数字能源领域，提供高性能数模混合芯片产品。公司总部设立在深圳前海，同时在上海、浙江杭州、美国加州设有研发中心。慧能泰的核心研发团队来自国内外顶尖半导体公司，拥有强大的研发创新能力。公司现已获多项授权专利，拥有独立自主知识产权，并于2020年被评为“高新技术企业”，2023年获评国家级专精特新“小巨人”企业。

目前，慧能泰已完成了围绕USB Type-C生态链的整体产品布局，开发并量产了多款产品：供电端的多系列PD Source协议芯片，受电端的高性能PD Sink(PD 诱骗芯片)、Type-C端口控制器（CC Logic），线缆端的USB eMarker（电子标签芯片）。成立以来，慧能泰连续推出多款业界领先的产品并广受市场欢迎。公司芯片出货量逾8亿颗，标杆性客户有联想、小米、三星、HP、贝尔金和努比亚等。同时，慧能泰也致力于提高能源利用效率、研究能源控制技术，借助自身的技术研发优势，面向ICT（通信服务器）、数据中心、光伏逆变器、储能等工业应用，研发数字电源控制芯片、高压驱动芯片、电源转换芯片和模块等产品。

慧能泰半导体肩负着“芯智慧 芯能源，共建绿色未来”的使命，立志成为业界领先的智慧能源控制技术供应商。