从可穿戴设备到楼宇自动化系统，再到医疗设备等等，更紧凑的锂离子电池供电的电子产品正在加入USB-C的行列。事实上，锂离子电池在各种消费设备中的使用越来越多，这有助于USB-C的采用，因为所有这些设备都需要电源转换。根据IHS Markit的数据，到2021年，至少有一个USB-C端口的设备预计将达到近50亿台，高于2016年的3亿台。在此期间，最大的用户是移动电话、移动pc、闪存驱动器、媒体平板电脑和坞站(1)。因此，尽管采用的速度比一些行业专家预期的要慢，但市场机会肯定是存在的。

USB-C被定位为通用标准，因为它取代了一堆不同的电缆，简化了快速充电、内容流和数据传输的过程。双面可逆，usb - c连接器有24个引脚，比micro-B连接器(通用串行总线接口的小型化版本)稍大。USB 3.1的第二代规定数据速率为10Gbps(是USB 3.0的两倍)，是USB- c连接器的默认协议。要想获得更快的速度，USB-C支持Thunderbolt 3协议。Thunderbolt 3使带宽达到40Gbps，功耗更低，并且能够移动高达100W的功率。带有USB-C接口的Thunderbolt 3设备只需要一根电缆就可以为像计算机这样复杂的设备供电和传输大量数据(2)。

从设计的角度来看，移动设备USB-C的一个吸引人的好处是它允许更小更薄的设计。但是，虽然该标准为最终用户简化了操作，但为USB-C设计充电电路却具有挑战性。

USB-C设计为何成为挑战?

USB通信协议是相当复杂的，所以它可以是具有挑战性和耗时的实现。带有自定义USB固件或固定功能通信桥的AUSB微控制器(对于那些USB专业知识较少的人来说更容易)为将USB通信集成到设计中提供了几个选择。针对最新的USB标准USB- c进行设计，有其独特的挑战:需要解决嵌入式设计中的信号完整性和速度问题，以适应100W的双向电流，并将其连接到许多传统接口(包括USB 1.1/2.0/3.0, HDMI，以太网，DisplayPort以及电源和音频连接)(3)。

此外，目前可用的充电器缺乏内置USB-C端口控制功能。因此，当usb充电源插入时，在端口识别适配器之前不会自动开始充电。因此，你必须确保充电器和端口控制器能够相互通信。确保在充电器和控制器之间检测、读取和处理数字信号需要复杂的主机端软件开发。例如，您需要确保您的设计能够处理各种USB- c和传统USB电源适配器。您还需要根据端口控制器IC检测到的电源能力正确管理充电器的输入电流限制(设置充电器的输入电流限制允许充电器在电源的全部能力下为电池充电，从而加快充电速度。)这就需要在主机应用程序处理器或微控制器上进行软件开发。

USB-C本身在3A时支持高达5V的电压，足以满足许多需要低于15w功率的应用。但是，要使源适配器提供5V on V(BUS)， USB-C端口控制器必须建立端到端检测;否则，V(BUS)是一个0伏的冷插座(这与传统的USB有很大的不同)。USB-C带usb Power Delivery的规格支持高达100W的功率输出，使生态系统能够支持最高20V的多种功率水平，最大功率为5A，但这需要更复杂的USB-C Power Delivery微控制器，许多应用不需要该功率水平。

解决方案大小是另一个重要的设计考虑因素。USB-C连接器比传统连接器小得多;然而，电池供电的消费类设备正在继续缩小(部分原因是由于usb - c，这需要更少的设备端口)。因此，USB-C充电系统也应该满足越来越小的尺寸需求。

简化您的设计与集成USB-C Buck充电器

对于需要小于15W功率的应用，Maxim推出了USB-C降压充电器，无需单独的端口控制器IC，减少主机软件开发，并降低物料清单(BOM)成本。MAX77860是一款USB-C 3A开关模式充电器，集成了USB-C端口控制器和15W应用的充电器。它也是市场上第一款集成USB-C buck充电器，具有集成通道配置(CC)检测，与最接近的竞争对手相比，它提供了简化和更灵活的USB-C充电系统设计，解决方案尺寸缩小了30%。该设备的CC引脚检测功能允许其自动完成USB端口连接检测，这是USB- c源在V(BUS)上供电所必需的。(CC引脚还可以检测电缆的连接和拆卸以及插座/插头的方向。此外，引脚可用于USB供电和备用模式所需的通信，支持第三方协议(如DisplayPort和HDMI)。

充电自动开始，无需主机干预。虽然其3A充电电流能力可以快速为电池充电，但MAX77860的高效率也使终端设备在充电过程中保持凉爽。该充电器采用3.9mm x 4.0mm封装，由于其高开关频率(2MHz/4MHz)，因此使用相对较小的电感和电容器。

MAX77860采用高效率降压，减少散热。该设备还支持与传统USB BC1.2适配器的向后兼容性。集成的6通道数字转换器(ADC)提供精确的电压和电流测量，同时释放主机应用处理器或微控制器中的资源。设备上的端口控制器提供插头检测，电缆方向检测，电源和数据角色检测以及V(BUS)电流能力发现。5.1V/1.5A反向升压，以USB on - go (OTG)模式为辅助设备供电。

总结

因为它们提供了一种紧凑、多功能的电缆，用于双向电力输送和数据传输，难怪USB-C连接器受到消费电子设备的欢迎。然而，对于习惯于为传统通信协议开发解决方案的设计人员来说，USB-C设计确实在电压管理、效率和解决方案尺寸方面带来了一系列复杂性。针对这些挑战进行了优化的USB-C buck充电器可以帮助简化流程，将该标准的便利性引入各种便携式产品。