PTN5100 — это интегральная схема физического уровня (PHY) и управления протоколом интерфейса USB Type-C с функцией передачи мощности (Power Delivery — PD), поддерживающая конфигурацию порта (UFP/DFP/DRP) при помощи системного контроллера, осуществляющего управление политикой порта передачи мощности (USB PD).

PTN5100 полностью соответствует спецификации интерфейса USB Type-C и новейшей спецификации порта передачи мощности USB PD. Устройство ориентировано на применение в широком спектре платформ (стандартные ноутбуки, настольные компьютеры, планшеты, смартфоны) и компьютерных аксессуаров — док-станциях, мониторах, внешних накопителей данных, кабельных адаптерах и т.д. PTN5100 обеспечивает высокую надежность и производительность, предсказуемое поведение, широкие возможности конфигурации и гибкость системного решения, которые необходимы для достижения функциональной совместимости множества различных устройств в платформенных приложениях.

PTN5100 поддерживает системную реализацию следующих ролей порта передачи мощности: только источник питания (P), источник питания/потребитель (P/C), только потребитель (C) и потребитель/источник питания (C/P). Кроме того, с помощью конфигурирования его регистров возможна работа устройства в качестве восходящего (UFP), нисходящего (DFP) и двухролевого (DRP) порта USB Type-C.

PTN5100 осуществляет переключение шины питания VCONN встроенным низкоомным ключом с функцией настройки порога ограничения прямого тока посредством записи значений в соответствующие регистры микросхемы. Также переключатель VCONN обеспечивают функцию защиты от реверсивного тока, возникающего при отсоединении зарядного кабеля (или индуктивной нагрузки) от разъема.

Питание устройства может осуществляться как от системной шины питания, так и напрямую от шины питания VBUS интерфейса USB, что критически важно для работы в условиях глубокого разряда аккумуляторной батареи и в других случаях, предусмотренных конкретным приложением. Интерфейс управления PTN5100 работает от источника питания линий ввода/вывода, облегчая подключение к системам, использующим отдельный от основного источник питания портов ввода/вывода. Пользователю доступны два интерфейса управления — SPI или I2C, что задается аппаратно на стадии производства микросхем на фабрике NXP.

PTN5100 доступен в четырех вариантах исполнения:

  • PTN5100: SPI интерфейс управления, встроенный силовой ключ VCONN
  • PTN5100A: I2C интерфейс управления, встроенный силовой ключ VCONN
  • PTN5100D: SPI интерфейс управления, без встроенного силового ключа VCONN
  • PTN5100DA: I2С интерфейс управления, без встроенного силового ключа VCONN

PTN5100 и PTN5100A пригодны для выполнения функций нисходящего (DFP) / двухролевого (DRP) порта в таких приложениях как планшетные компьютеры и смартфоны, в то время как PTN51100D и PTN5100DA больше подходят для применения в различных подключаемых устройствах в качестве восходящего порта (UFP), поскольку они не имеет коммутатор питания VCONN и не могут работать в режиме внешнего источника питания.

PTN5100 выпускается в компактном 20-выводном корпусе HVQFN, размером 4 мм х 4 мм с шагом выводов 0.5 мм

Внутренняя архитектура
PTN5100		 Внутренняя архитектура
PTN5100D

Отличительные особенности:

  • Особенности интерфейса USB Type-C и USB PD
    • Позволяет реализовать различные роли порта передачи мощности: только источник питания (P); источник питания/потребитель (P/C);только потребитель (C); потребитель/источник питания
    • Поддерживает конфигурации порта USB Type-C
      • Функции восходящего (UFP), нисходящего (DFP) и двухролевого (DRP) задаются программно во внутренней энергонезависимой памяти и регистрах управления в соответствии с требованиями конечного приложения
      • Оснащен машиной состояний подключения для выполнения различных ролей порта Type-C
      • В режиме восходящего порта поддерживает работу от внешнего источника питания при глубоком разряде системной аккумуляторной батареи
    • Поддерживает работу в автономном режиме без микроконтроллера, управляющего политикой порта передачи мощности и режимом Alternate Mode
      • Обнаружение и отображение сообщения конфигурационного канала (CC) в соответствии с исполняемой ролью USB Type-C порта
      • Обработка подключений/отключений кабеля/разъема (машина состояний подключения) в соответствии с исполняемой ролью USB Type-C порта
      • Отображение ориентации подключенного кабеля посредством вывода CC_ORIENT и регистра статуса
      • Автоматическое определение режимов отладки и Audio Accessory с отображением в регистре статуса
    • Физический уровень порта передачи мощности и протокол интерфейса управляется и конфигурируется посредством интерфейса SPI или I2C
    • Оснащен силовым ключом VCONN с малым сопротивлением RDS(ON) с функцией включения/выключения
      • Максимальный постоянный ток до 1 А в диапазоне напряжений от 2.7 до 5.5 В
      • Установка порога ограничения прямого и реверсного тока в регистре статуса
  • Функции защиты системы:
    • Защита от обратных токов на всех выводах PTN5100 при отключении источника питания
    • Линии CC1 и CC2 устойчивы к уровню напряжения 5.5 В
    • Линия шины питания VBUS и выводы силового ключа устойчивы к уровню напряжения 28 В
  • Общие:
    • Максимальная частота SPI интерфейса 30 МГц
    • Рабочая частота I2C интерфейса 100 кГц, 400 кГц или 1 МГц
    • Рабочее напряжение интерфейсов 1.8 В или 3.3 В
    • Напряжение питания: от системной шины VDD 3.3 В ±10%или от шины питания USB интерфейса
    • Защита от электростатических разрядов: 8 кВ (модель человеческого тела); 1 кВ (контактный разряд)
    • Диапазон рабочих температур: от -20°C до +85°C
    • 20-выводной корпус HVQFN, размером 4 мм х 4 мм с шагом выводов 0.5 мм

Область применения:

  • Компьютерные платформы: ноутбуки, настольные ПК, ультрабуки и хромбуки
  • Планшетные компьютеры, трансформируемые устройства два-в-одном, смартфоны и портативная электроника
  • Периферийные устройства ПК и аксессуары: док-станции, мобильные мониторы, многофункциональные мониторы, внешние жёсткие диски, кабельные переходники, защитные ключи и др.

 

Запросить образцы, средства разработки или техническую поддержку

 

Документация на PTN5100 (англ.)

Документация на PTN5100D (англ.)