此 USB Type-C® 电力输送 (PD) 和 USB Type-C® 转接驱动器参考设计输出电压为 5V 至 20V，最大电流为 3A，总输出功率为 60W。转接驱动器支持 USB 3.2 (10Gbps)、USB 3.2×2 (20Gbps) 和 DisplayPort 1.4 (8.1Gbps)。此参考设计用于工业 PC 和 HMI 应用。

• 完整的 USB Type-C 电力输送 (PD) 和转接驱动器参考设计
• 通过 USB Type-C 实现 5V 至 20V PD，输出功率为 60W
• 完全可配置的双端口 USB 4 和 Thunderbolt 4 (TBT4) PD 3.0 控制器
• USB Type-C 10Gbps、USB 3.2 ×2 自适应线性转接驱动器
• USB Type-C 10Gbps 多协议双向线性转接驱动器
• 具有 I2C 控制接口的 5V 至 20V、5A 降压/升压转换器

• 工厂自动化和控制
• 单板计算机
• 工业监视器

此参考设计具有 USB Type-C 电力输送控制器、USB 3.2×2 自适应线性转接驱动器和多协议双向线性转接驱动器，可在 5V 至 20V 的电压范围内提供高达 60W 的总功率，最大电流为 3A。转接驱动器支持 USB 3.2 (10Gbps)、USB 3.2×2 (20Gbps) 和 DisplayPort 1.4 (8.1Gbps)。此参考设计可用于工业 PC 和 HMI 应用。

转接驱动器可校正主机和器件之间的信号完整性问题，从而使系统更加稳健。PD 子系统由 USB-PD 控制器和可调降压/升压直流/直流转换器组成。PD 控制器与转接驱动器通信以启用 USB 或 DP 开关路径，还通过 I2C 协议控制直流/直流转换器和转接驱动器。PD 控制器通过配置通道 (CC) 线路与插入 USB Type-C 连接器的 USB Type-C 器件进行交互，从而在转接驱动器中启用相应路径，并在直流/直流转换器中设置所需的电压和电流。

USB Type-C PD 和转接驱动器参考设计可与采用 TI 的 Sitara™ MPU 的 Intel CPU（Elkhart Lake、Alder Lake、Tiger Lake）以及其他具有 USB 3 和/或 DP 功能的 CPU 或 MPU 设计相集成。

图 2-1 显示了 USB Type-C PD 和转接驱动器参考设计。该设计由重点产品部分中描述的各种子系统组成。PCB 子部分概览如图 2-2 所示，每一框指示一个特定的子部分，例如转接驱动器路径、输入电源、直流/直流转换器、PD 控制器块等等。

图 2-1 方框图

图 2-2 PCB 子部分概览

PD 控制器与 USB Type-C 器件通信，以协商电压、电流和交替模式配置。然后，控制器通过 I2C 接口配置直流/直流降压/升压转换器和转接驱动器。此外，PD 控制器使用 I2C 协议向独立处理平台通知所选配置。

LM73100 器件是一个电源开关，可实现从 TPS55288 子系统到所连接 USB 器件的 5V 至 20V 电压。

此参考设计中使用的转接驱动器可纠正 USB Type-C 主机和器件之间的信号完整性问题，从而使系统更加稳健。TUSB1104 是一款适用于 USB Type-C 应用的 10Gbps USB 3.2 ×2 线性转接驱动器。

TUSB1044 是一款线性转接驱动器，支持 USB Type-C 端口信号调节，数据传输速率高达 10Gbps，适用于为 USB Type-C 应用集成的 USB 3.2 和 DisplayPort™ 多路复用器。

TUSB216I 是 USB 2.0 高速信号调节器，支持长达 5m 电缆的通信。两个 TUSB216I 组件连接到这两个转接驱动器，以补偿传输通道中的交流损失（由于容性负载）和直流损失（由于电阻负载）。

TPS55288 是一款同步四开关降压/升压直流/直流转换器，能够将输出电压调节为等于、高于或低于输入电压（在本例中为 12V）。PD 控制器与 USB Type-C 连接器之间连接了两个此类直流/直流转换器，每个转换器提供一个 USB Type-C 通道。TPS55288 提供 5V 至 20V 的输出电压，具体取决于 PD 控制器与连接的 USB Type-C 器件协商的电压。PD 控制器通过 I2C 接口与 TPS55288 通信。

为该应用提供的标称输入电压为 12V，范围可高达 23V。图 2-3 显示了用于系统电源的组件。

图 2-3 系统电源树

LM74500-Q1 控制器可与外部 N 沟道 MOSFET 配合使用，用作低损耗反极性保护二极管。