[其他芯片] 沁恒PD sink端协议芯片CH224K测试、吐槽&另类把玩

不亦心   2022-7-7 00:13 楼主

沁恒PD sink端协议芯片CH224K测试、吐槽&另类把玩

 

一,写在前面

          第一次参加芯片推广测评活动,首先感谢论坛及沁恒提供芯片及demo测试。

          接下来的内容大致涉及如下几方面内容:

          1,开箱

          2,规格书标准应用测试

          3,另类把玩,诱骗CH224K诱骗PD

          4,文章会穿插一些槽点

二,开箱

        申请的是SOT23-6封装芯片,送的居然是CH224K的demo板,不匹配。

image.png image.png image.png  

三,规格书标准应用测试

1,电平配置模式

image.png image.png   

按表贴上下拉电阻即可配置成响应的电压输出。

贴电阻验证比较麻烦,我直接用MCU驱动测试。

先焊测试针,搭建电路:

image.png image.png  

image.png   5-9-12-15V 30W PD适配器测试:由于没有20V档位,所以对于的电平维持在15V

image.png  5-9-15V-20V 65W PD适配器测试:由于没有12V档位,所以对于的电平维持在9V

image.png   2,电阻配置模式

image.png image.png

 吐槽一下,芯片电阻配置模式的设计:NC居然是20V输出!!!!!

从产品设计角度考虑,NC不应该是5V才符合逻辑吗。这个单一电阻若是虚焊,或故障,很容易烧负载啊。匪夷所思的芯片设计。

 

为了解决这个风险,我们需要知道检测机理,才能知道如何规避。

再吐槽一下国产芯片规格书的通病,不配芯片内部框图或框图简陋,CH224K规格书一个芯片框图都没有,更没有检测机理介绍。

规格书没有框图,只能自己测,推测一下。

这类芯片,一般是内部恒流源拉电流,检测外接电阻的压降来切换模式。但是这个芯片好像不是,更像是上拉电阻与配置电阻,分压来检测的。

该配置模式下,CFG1会每20ms,发一次20us的脉冲信号, 侦测一次电平变化。

image.png  配置电阻NC(20V)时,脉冲电平1.5V和3V

815d370b5d474dd0db60efba80dc173.jpg  配置电阻56K(15V),脉冲电平0.9V,1.8V

f4771e94d97de80f26ba7d9cfc407e8.jpg  配置电阻24K(12V),脉冲电平0.6V,1.2V

d585b74ae12cd0275f871681a335e8f.jpg   配置电阻6.8K(9V),脉冲电平0.25V,0.5V

7b2f6ab48203ff163ef940f9dbccb89.jpg  依次测试结果来推测,电阻配置模式内部等效模型为CFG1通过一个大约37K左右的电阻通过开关分别上拉到1.5V和VDD(3V),每隔20ms,上拉电阻接通1.5V10us,在接通3V10us,在此期间侦测与配置电阻的分压来完成配置。

 

基于以上推测的等效模型,为避免配置电阻虚焊,故障等原因错误输出20V,实际使用的时候,建议外置一个上拉电阻到VDD,然后按照电压需求,重新计算所需要的配置电阻。

 

四,诱骗CH224K诱骗PD输出

1,由于申请芯片时没有注意看规格书,申请的芯片CH221K没有电平配置模式,只有电阻配置模式,这太不灵活了,只能配置固定电压输出,所以迫切需要找到一种可以灵活配置的方法。

2,CH224K电阻配置模式,配置电阻NC时居然是20V输出这种不按产品设计套路来的“bug”是不能容忍的

3,CH224K电阻配置模式,单一配置电阻位置,居然没有5V,需要5V居然还要第二个电阻

4,电平配置模式需要三个IO口,有没有更省IO口的方法能实现灵活配置

基于以上原因及上面的测试情况,推测的电阻配置模型,就有了以下的 ”诱骗CH224K诱骗PD“ 的玩法。

通过上面对电阻配置模式的测试,发现CH224K是通过侦测CFG1的电平来配置输出电压的,那么我们就可以通过一个IO口输出PWM+RC做DAC来实现配置。

image.png 如上图修改后,即可通过一个IO口PWM来配置,

由于电平配置模式 1xx为5V,因此PWM+RC  DAC的模式很容易实现5V配置,

然后按上面的测试图配置即可完成9V,12V,15V的配置,

这种方法的一个缺点就是无法配置20V。

下面看看一个IO诱骗CH224K诱骗PD输出测试情况:

5-9-12-15V 30W PD适配器被成功诱骗

image.png  

就测这些吧。

 

 

本帖最后由 不亦心 于 2022-7-7 00:14 编辑

回复评论 (13)

测评有深度

点赞  2022-7-7 09:21

楼主测试的很全面,我也对芯片电阻配置模式的设计:NC是20V输出 感到不解。

点赞  2022-7-7 10:00

测试很全面啊,这种相对功能单一的测试其实建议配几个单独的片子用于DIY

点赞  2022-7-7 12:07

测试很全,分析也到位

点赞  2022-7-7 19:41

您好,感谢您细致专业的评测!您这些建议我们会改善优化。
您测评过程中遇到的问题,我这边是这么理解的,如下为个人看法,欢迎随时探讨。
NC是20v是因为绝大部分客户应用场景是20v,这样设置可以省一颗器件。
对于需要动态调控的应用,我们的初衷是下拉电阻配置默认9v,配合IO控制。
芯片有去干扰机制,单次的脉冲、抖动不会导致调压。

个人认为正常系统中虚焊可导致烧毁的点其实有很多了,DCDC的FB,LDO的地,稳压管的A极,MOS的栅极等等,芯片的管脚定义及功能分配能起到保护作用自然好,有功能冲突则需要做一下取舍。

点赞  2022-7-8 18:03
引用: 我芯永恒 发表于 2022-7-8 18:03 您好,感谢您细致专业的评测!您这些建议我们会改善优化。 您测评过程中遇到的问题,我这边是这么理解的, ...

这个芯片主要应用场景是汽车电子中的?对于消费类电子或者便携医疗电子方面5V和9V是最常用的系统

在爱好的道路上不断前进,在生活的迷雾中播撒光引
点赞  2022-7-10 09:05
引用: 秦天qintian0303 发表于 2022-7-10 09:05 这个芯片主要应用场景是汽车电子中的?对于消费类电子或者便携医疗电子方面5V和9V是最常用的系统

按照个人的理解,5V的话没必要用快充芯片吧?适配器默认就是5V输出的呀?而且看博主的分析,想要电阻来请求5V,似乎可以将电阻上拉到芯片的VDD不就可以了吗?无非就是在PCB的时候变通一下,不知道我说的对不对,有问题请指正,

点赞  2022-7-12 11:42
引用: hailiuhengli 发表于 2022-7-12 11:42 按照个人的理解,5V的话没必要用快充芯片吧?适配器默认就是5V输出的呀?而且看博主的分析,想要电阻来请 ...

也是,便携式医疗电子设备不适用快充,对于表面温度有限制,电流过大散热不好实现

在爱好的道路上不断前进,在生活的迷雾中播撒光引
点赞  2022-7-12 11:54
引用: 秦天qintian0303 发表于 2022-7-12 11:54 也是,便携式医疗电子设备不适用快充,对于表面温度有限制,电流过大散热不好实现

对于博主所提到问题,当CFG1上拉电阻到VDD就可以输出5V,也可以说是电阻配置的。
另外,应该有的场景是需要动态调节电压的(不排除这种情况),将电平配置改用IIC通讯?(缺点:占用后端主控MCU的代码空间,也没有电平好操作),在易操作,和外围精简的同时,似乎没有很好的办法规避。但是博主在此处使用的RC+PWM是个很好很棒的方法,但是20V会丢失,就有点可惜了。

点赞  2022-7-12 13:52
引用: 我芯永恒 发表于 2022-7-8 18:03 您好,感谢您细致专业的评测!您这些建议我们会改善优化。 您测评过程中遇到的问题,我这边是这么理解的, ...

这个没有什么好探讨的,绝大部分应用场景是不是20V,这个由贵司市场定位有关。

下面是芯片规格书官方定位应用场景,至少无线充和移动电源不是。
image.png  至于后面说的系统故障有很多地方可以导致的说辞,不敢苟同,这不是这个芯片NC定义“失败”的理由(仅仅是个人观点,这点上是“失败”的)。

点赞  2022-7-13 00:11
引用: hailiuhengli 发表于 2022-7-12 13:52 对于博主所提到问题,当CFG1上拉电阻到VDD就可以输出5V,也可以说是电阻配置的。 另外,应该有的场景是 ...

试过IO口高阻,以然失败,因为电阻配置模式芯片每20ms会侦测一次电平,这个脉冲会给RC的C充电,导致芯片误判,所以无法诱骗出20V,可以再加一个IO口控制C的接入与否来解决,但是2个IO口的支出,加上软硬件开销,反倒不如三个IO口电平配置来的简单。

如果官方给出框图和检测机理,或许有别的办法可以搞定。

点赞  2022-7-13 00:20
引用: 我芯永恒 发表于 2022-7-8 18:03 您好,感谢您细致专业的评测!您这些建议我们会改善优化。 您测评过程中遇到的问题,我这边是这么理解的, ...

使用PD协议时,CC1  CC2引脚用接下拉电阻吗

点赞  2022-9-21 13:14

【从产品设计角度考虑,NC不应该是5V才符合逻辑吗。这个单一电阻若是虚焊,或故障,很容易烧负载啊。匪夷所思的芯片设计。】这点确实有点不太合理。

点赞  2023-1-22 11:54
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