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[参考译文] 支持 USB 电力输送的以太网转 USB 适配器的设计建议

Guru**** 2933120 points

Other Parts Discussed in Thread: TPS23731, TPS25750

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1176706/design-suggestion-for-ethernet-to-usb-adapter-supporting-usb-power-delivery

主题中讨论的其他器件:TPS23731TPS25750

您好!

我们计划构建 USB 2.0适配器的以太网。 该适配器还可用作充电器、通过 PoE+供电、并使用 USB 电力输送为设备提供高达20W 的功率。

我们的方框图理念如下:


我们如何以最佳方式安排电源和数据角色的协商?

根据我们的理解、电力输送控制器必须首先将我们的器件定义为电源。 在这种情况下、我们的器件将根据标准定义自动作为数据角色使用 DFP。 这意味着、PD 控制器必须请求数据角色交换以使我们的适配器在这之后成为 UFP。 您是否同意此估算?
您是否可以为此推荐 PD 控制器? 或者、您会一般推荐不同的系统设计吗?


提前感谢您、诚挚问候!

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     您好 Fabian、

    感谢您与我们联系!

    我来自 PoE 方面。 数据(脉冲)和电源(直流电压)将由变压器提供。  PoE 的 PD (如 TPS23731)将与 PSE (电源设备)进行协商、以确保可以 从 RJ-45端口接收电源。 下面是 PoE PD 评估板(TPS23731EVM)的示例。 如果您对 PoE 有任何其他问题、请告诉我。

    我将让 USB 团队回答您的其他问题。

    此致、

    Diang

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    您好 Fabian、  

    我建议查看 TPS25750、因为它似乎符合您的要求。  

    PD 是否需要拉电流和灌电流、如果需要、将实现多少个 PDO、最大功率是多少?

    谢谢、此致、

    林德华

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    大家好、我正在与 Fabian 一起进行项目。

    感谢您的建议。
    我快速了解了 TPS25750 GUI。
    这真的很酷、但在高级模式下使用也非常缓慢。
    我们如何提高性能?


    PD 应供电

    PDO_1 - 5V@3A
    PDO_2 - 9V@2.25A
    PDO_3 - 12V@1.65A

    灌电流电源是可选功能。 (最大值/451A)
    这对于我们的应用来说不是强制性的。

    数据角色应是连接到 UFP (USB 主机)的"器件"。

    要更改直流/直流电压、GPIO 应调整反馈分压器。
    我们是否只需选择 GPIO 1并将其映射到 sourcepdo1contract 端口1事件?


    我还想知道是否可以仅在发生特定事件(GPIO)时启用 PDO?
    背景是识别是否连接了 IEEE 802.3af 或802.3at、并相应地调整 PDO 的最大电流。
    或禁用 PDO_2和 PDO_3。

    非常感谢您的支持

    SEBA

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    您好、SEBA、

    [引用 userid="122403" URL"~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1176706/design-suggestion-for-ethernet-to-usb-adapter-supporting-usb-power-delivery/4431297 #4431297"]我们如何提高性能?

    您是指 GUI 性能吗? 如果断开串行端口、可能会帮助提高速度、因为 GUI 可能正在积极寻找与 EVM 的连接。  

    单击图标一次、您应该会看到它断开连接:  

    这将有助于提高 GUI 速度。  

    [引用 userid="122403" URL"~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1176706/design-suggestion-for-ethernet-to-usb-adapter-supporting-usb-power-delivery/4431297 #4431297"]我们是否只需选择 GPIO 1并将其映射到 sourcepdo1contract 端口1事件?

    是、例如、当5V/3A 的 PDO_1处于活动状态时、将触发 sourcepdo1contract 端口1事件。 然后、您可以根据需要的配置将 GPIO 设置为切换高电平或切换低电平。  

    [引用 userid="122403" URL"~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1176706/design-suggestion-for-ethernet-to-usb-adapter-supporting-usb-power-delivery/4431297 #4431297"]我还想知道是否仅在发生特定事件(GPIO)时才可以启用 PDO?

    遗憾  的是、TPS25750没有提到该功能、它无法停用 PDO_2/3。 替代方法是 当系统处于活动状态  时、外部 MCU 写入 TPS25750、并更改发送源能力(0x32)寄存器中的拉电流 PDO 数量。   

    谢谢、此致、
    林德华

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    您好、Raymond、

    [引用 userid="369003" URL"~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1176706/design-suggestion-for-ethernet-to-usb-adapter-supporting-usb-power-delivery/4432295 #4432295)]不幸的  是、TPS25750没有所述的功能、无法停用 PDO_2/3。 替代方法是 当系统处于活动状态  时、外部 MCU 写入 TPS25750、并更改发送源能力(0x32)寄存器中的拉电流 PDO 数量。  [/报价]

    我想到的最简单的想法是使用2个 EEPROM、每个都具有不同的 PoE 或 PoE+配置。

    EEPROM 价格低廉、该解决 方案无需任何额外的 MCU 和固件开发。

    我是否遗漏了一些东西、或者您认为解决方案可行?

    BR、

    Sebastian

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    您好、Sebastian、  

    在您的解决方案中、两个 EEPROM 是否具有相同的地址?在任何给定的点、是否只有一个 EEPROM 处于活动状态(通电)?  

    谢谢、此致、

    林德华

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    您好、Raymond、

    感谢您迄今的回答。

    我们的计划是使用相同的 I2C 地址配置两个 EEPROM、并切换电源电压、以便同时只有一个 EEPROM 处于活动 状态。

    我们想到的另一个问题是 TPS25750的高功率开关路径:  

    由于我们不希望支持电池充电协议作为备用、因此我们讨论了、无论我们是否需要5V 负载开关。 这对于我们的5V 稳压器的尺寸非常重要。 我们的建议是将图片中标记的5V 负载开关保持在开路状态、并仅为芯片提供 CC 逻辑所需的350mA 电流。 这是否能正常工作而不会出现任何其他问题? 这是否符合 USB 电力输送规范?

    如果这种方法不符合 USB 规范、我们会 调整5V 稳压器以提供1A 电流、以便我们可以通过 USB 提供500mA 电流。 (无论如何、不可能产生更高的电流、因为我们没有将 USB 2.0数据线连接到 TPS 25750。)

    提前感谢您、此致、

    Fabian Kappel

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    您好 Fabian、

    只要在启动时只有一个 EEPROM 处于活动状态/通电状态、您所描述的两个 EEPROM 系统就应该能够正常工作。  

    对于您的项目、PD 是仅用作拉电流、仅用作灌电流还是 DRP (双角色电源、可以同时用作拉电流和灌电流)?  

    谢谢、此致、

    林德华

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    您好、Raymond、

    PD 应仅用作源。

    此致、

    Fabian  

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    您好 Fabian、

    我建议如方框图中所示保持 VBUS 引脚的连接(两条路径都连接到 Type-C 连接器上的 VBUS)。 在 PD 的固件内部、它会根据协商的 PDO (或 USB 广播)自动检测要使用的电源路径、并且断开其中一条 VBUS 线可能会导致一些问题。  

    谢谢、此致、
    林德华

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    您好、Raymond、

    在过去的几天里、我们在原理图设计方面取得了一些进展、但我们发现了另一个需要澄清的问题。

    当我们仅为适配器提供 PoE (而不是 PoE+)时、适配器和充电设备的最大可用功率为15W。 当我们仔细查看软件时、我们发现 PDO1始终必须配置为3A@5V。 因此、在这种情况下、我们无法提供15W 的功率、因为我们必须在内部提供适配器、并且只能提供。 可提供12W 的充电功率。 我们的初始计划是将 PDO 更改为2.4A@5V、但这在 Software´s GUI 中不起作用。 是否可以直接在源代码中更改此内容?

    还有其他解决此问题的可能性吗? 如果我们不定义任何 PDO、会发生什么情况? 如果我们使用 MOSFET 切断 CC 线路、如果仅提供 PoE、TPS25750的行为将如何?

    此致、

    Fabian

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    您好 Fabian、

    根据 USB-IF 设置的 PD 规范、第一拉电流 PDO 必须始终为5V/3A。 您可以将其他 PDO 设置为具有较低的电流(即5V/2.4A)、但第一个 PDO 必须始终为5V/3A。  

    如果未定义 PDO (我假设您正在讨论源 PDO)、则 PD 将无法为任何连接的器件提供电源。  

    如果 CC 线路断开、则 PD 将无法检测任何连接的远端器件、也不会执行任何操作。  

    谢谢、此致、
    林德华

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    您好、Raymond、

    今天、我们获得了第一块原型板并开始对其进行调试。 GPIO 设置仍然存在一些问题。 我们希望将 GPIO1用于对直流/直流控制器的9V 反馈。 当请求9V 电压时、该引脚应被拉低。 我们在该引脚上添加了一个外部上拉电阻器。 在本例中、9V 定义为拉电流 PDO2。  

    GUI 中的设置如下:

    遗憾的是、GPIO1 Iy 始终处于低电平、因此稳压器的输出始终为9V。 (如果我们通过 PD 测试仪请求5V 或9V 电压、这无关紧要)

    您能告诉我们错误吗?您能提供有关如何在 GUI 中定义 GPIO 的更多信息吗?

    谢谢,最棒的酒店

    Fabian

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    您好 Fabian、

    让我来看看这一点、星期五回到您的 COB。  

    谢谢、此致、

    林德麟

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    您好、Raymond、

    在´d 问题之前,我想向您简要介绍一下我们的问题。 我们已经做了一些进一步的测试并部分解决了我们的问题。 我们暂时将用于直流/直流控制的 GPIO 从 GPIO1更改为 GPIO7。 在这种情况下、引脚被切换 、但是当触发9V 时、引脚一直为高电平。 但出于我们的目的、该引脚必须为低电平有效、并且我们无法使用反相事件设置来反转引脚功能。 此设置 根本不影响引脚行为。 但使用额外的 MOSFET 对引脚进行反相、我们能够为器件充电9V。

    我们现在的问题是、为什么 GPIO1不能在相同的配置下工作、以及我们如何以最佳方式反转 GPIO 功能。

    我们还提出了另一个看法,但我们还不确定这是否会成为一个问题。 我们使用 PD 测试仪来触发输出电压。 当我们将电压从9V 更改为5V 时、测试仪始终处于关闭状态。 因此、我们使用示波器在开关过程中测量了 VBUS 上的电压。 您可以看到 、电压在2ms 内变为大约3V 后、电压会下降。 除了 TPS25750对 VBUS 放电之外、我们无法找出任何可能的原因。 这种行为是否是我们的目标?

    提前感谢您,度过了愉快的周末!

    Fabian

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    您好 Fabian、

    我不知道为什么一个 GPIO 正常工作、而另一个 GPIO 不工作、以及反相事件不工作的原因。 我们将需要了解我们是否可以使用 EVM 在终端复制它。 您能否发送.pjt 和.json 文件、以便我们可以尝试在您的项目结束时复制此文件。

    谢谢、

    Chris

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     尊敬的 Chris:

    遗憾的是、我无法在此处添加.json 文件。 因此、我打开文件并复制了内容:

    {"调查问卷":"版本":"7.0.4.4"、"答案":[0、1、0、0、0、1、空、0、5、1、1]、"选项":{}、"configID":"0000、"0000、"0000、"0000、配置":{"数据":{4、40、170、000、0、000、000、0、6、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、000、0、0、000、000、0、0、000、000、000、000、000、1、000、000、000、1、000、000、4、000、000、000、000、000、000、1、000、000、000、000、000、"数据"寄存器:" 1、4、4、000、000、000、000、000、000、000、000、" 1、000、000、" 1、" 1

    我希望您可以处理此问题、否则、请给我您的电子邮件地址、以便我可以向您发送文件。

    谢谢、此致、

    Fabian  

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    您好 Fabian、

    您是否尝试将其作为 zip 文件共享?

    如果没有、我可以提供电子邮件。

    谢谢、此致、

    Chris

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    e2e.ti.com/.../config.zip

    尊敬的 Chris:

    很抱歉,我们有另一个项目在最后几天急需处理。

    我现在添加了压缩的配置文件。

    此致、

    Fabian

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    谢谢 Fabian、

    明天我将尝试使用 EVM 来查看项目。

    谢谢、此致、

    Chris

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    您好 Fabian、

    我无法在 EVM 上测试项目、但在检查项目文件后、似乎 GPIO 设置正确。 您在电路中当前的 GPIO 线路上连接了什么?-  

    [引用 userid="545899" URL"~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1176706/design-suggestion-for-ethernet-to-usb-adapter-supporting-usb-power-delivery/4471915 #4471915"]我们还提出了另一个意见、但我们不确定这是否会成为问题。 我们使用 PD 测试仪来触发输出电压。 当我们将电压从9V 更改为5V 时、测试仪始终处于关闭状态。 因此、我们使用示波器在开关过程中测量了 VBUS 上的电压。 您可以看到 、电压在2ms 内变为大约3V 后、电压会下降。 除了 TPS25750对 VBUS 放电之外、我们无法找出任何可能的原因。 此行为是否为预期行为?[/引述]

    您能否在此事件期间获取 PD 日志? 您是否在 VBUS 和 PPHV 线路上具有建议的电容?'

    您能否在此事件期间检查 Vin3V3电压?

    谢谢、此致、

    Chris