CXUS7750 USB Type-C 和 PD 控制器
双角色 | VCONN 可编程 OCP | 死电池支持 | 100W 电源

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXUS7750 | 封装：WL-CSP-9B（1.38×1.34mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXUS7750 是一款高度集成的 USB Type-C 和 Power Delivery（PD）控制器，完全符合最新的 USB Type-C 和 PD 3.0 标准（除 Fast Role Swap 功能外）。该芯片集成完整的 Type-C 收发器，包括 Rp 和 Rd 电阻，可自动完成 Type-C 连接检测和方向识别。CXUS7750 内置 USB BMC 供电协议物理层，支持高达 100W 的功率传输以及角色互换，并完整支持 Type-C 规范中的备选模式（Alternate Mode）和 BIST 模式。芯片采用 WL-CSP-9B（1.38×1.34mm） 超小封装，非常适合智能手机、平板电脑和笔记本电脑等空间受限的移动设备。

1. 产品概述与市场定位

在智能手机、平板电脑和超薄笔记本电脑等便携设备中，USB Type-C 接口因其支持高速数据传输、大功率充电和多种备选模式而成为主流。CXUS7750 作为一款 USB Type-C 和 PD 控制器，其核心优势在于 高度集成 和 超小封装。芯片集成了完整的 Type-C 收发器，包括 CC 引脚的 Rp 和 Rd 电阻，可自动完成设备连接检测、电缆方向识别以及电流能力定义。其内置的 BMC 物理层 支持 USB PD 3.0 协议，可实现高达 100W 的功率传输和电源/数据角色互换。CXUS7750 还支持 VCONN 供电，并为全功能电缆和配件提供可编程过流保护（OCP）。芯片的 死电池支持 功能确保在系统主电源关闭时仍可通过 USB 充电，而 低功耗模式 则显著降低待机功耗，延长电池续航时间。

与分立方案相比，CXUS7750 集成了所有必需的功能模块，大大减少了外部元件数量，简化了 PCB 布局。其 I2C 接口 允许应用处理器（AP）或嵌入式控制器（EC）轻松配置和控制芯片状态，支持中断输出（INT_N）实现事件通知。芯片内置的 e-fuse IP 提供了可靠的非易失性存储，用于保存定制配置。CXUS7750 是移动设备和物联网终端中 USB Type-C 接口管理的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 双角色电源支持：可作为主机（Source）、设备（Sink）或双角色（DRP）工作，自动适配不同充电场景。
• 集成的 CC 检测：内置 Rp 和 Rd 电阻，无需外部元件即可完成连接检测和方向识别，支持三种电流能力（默认、1.5A、3.0A）。
• BMC 物理层：支持 270kbps~330kbps 的 BMC 编码，满足 USB PD 3.0 通信要求，支持 SOP、SOP'、SOP'' 消息类型。
• VCONN 支持：可为全功能电缆提供 5V 供电，并集成了可编程过流保护（OCP），确保安全供电。
• 死电池模式：当系统 VDD 掉电时，芯片自动将 CC 引脚下拉至 Rd，使外部源设备能够识别并提供 VBUS，实现无电充电。
• 低功耗模式：待机状态下可关闭带隙和振荡器，仅保留唤醒检测电路，功耗极低，延长电池寿命。
• I2C 串行接口：支持 1.8V 和 3.3V 逻辑电平，兼容快速模式（1MHz），提供中断引脚（INT_N）用于事件通知。
• 完备的保护功能：包括 VBUS 过压（28V 耐压）、VCONN 过流和过压保护，确保系统安全。
• 备选模式支持：通过 PD 协议协商，支持 DisplayPort 等备选模式。
• BIST 模式：支持内置自测试，便于生产测试和系统调试。
• e-fuse 非易失存储：用户配置可固化在芯片中，简化生产管理。

3. 典型应用电路

CXUS7750 的典型应用电路包括：VDD（3.0V~5.5V）供电，VCONN（3.3V~5.5V）输入，CC1/CC2 直接连接 Type-C 连接器，VBUS 检测引脚连接至 VBUS 网络，I2C 接口（SDA/SCL）连接至 AP 或 EC，INT_N 开漏中断输出。外部需配置 VBUS 检测电阻、VCONN 的 DC-DC 转换器以及必要的去耦电容。具体参考数据手册中的推荐电路。

图1. 典型应用电路（CXUS7750 USB Type-C 和 PD 控制器）

4. 引脚封装图

图2. CXUS7750 引脚封装图（WL-CSP-9B 1.38×1.34mm 顶部视图）

5. 极限参数与电气特性（设计参考）

6. 工作原理与设计指导

6.1 Type-C 检测与状态机

CXUS7750 内置多个比较器，可通过软件读取 CC1/CC2 引脚的状态，从而确定电缆的连接状态和方向。芯片支持三种电流能力检测（默认、1.5A、3.0A），并能自动触发中断通知主机。芯片支持 自主 DRP 切换，可在 Source 和 Sink 之间自动轮换，实现双角色功能。通过配置 ROLE_CONTROL 寄存器，用户可以设置芯片为仅 Source、仅 Sink 或 DRP 模式，并调整 DRP 轮换周期和占空比。

6.2 死电池模式

当系统主电源（VDD）关闭时，CXUS7750 自动进入死电池模式。在此模式下，芯片将 CC1 和 CC2 引脚同时下拉至 Rd（约 5.1kΩ），模拟一个 Sink 设备。当连接到外部 Source 或 DRP 设备时，源设备会检测到 Rd 并开启 VBUS，从而为系统供电。这一功能确保设备在电池完全耗尽时仍能通过 USB 充电。死电池模式下，芯片仅依赖 VBUS 提供的微弱能量维持 Rd 状态，无需外部供电。

6.3 VCONN 供电与保护

CXUS7750 支持通过 VCONN 引脚为全功能 Type-C 电缆（如带电子标识的电缆）供电。芯片内部集成了可编程过流保护（OCP），通过 BMCIO_VCONN_CURRENT_LIMIT 寄存器可设定电流限制（200mA~600mA）。当 VCONN 过流或过压时，芯片会迅速关断输出并触发中断。VCONN 输出可以通过 POWER_CONTROL 寄存器使能，并自动连接到正确的 CC 引脚（根据方向）。

6.4 PD 消息通信

芯片内置 BMC 物理层，支持 USB PD 3.0 协议的所有消息类型，包括 SOP、SOP'、SOP''（用于电缆通信）以及硬复位、电缆复位等。发送和接收消息通过 TX 寄存器组 和 RX 寄存器组 完成。TCPM（Type-C 端口管理器）通过 I2C 写入 TX_BUFFER 和 TX_HEADER，然后触发 COMMAND 寄存器发送。接收到的消息会存储在 RX_BUFFER 中，并通过 ALERT 寄存器通知主机。芯片支持自动重试发送和 GoodCRC 校验。

6.5 低功耗模式

为延长电池寿命，CXUS7750 提供了多种低功耗选项。通过 BMCIO_LPR 和 BMCIO_LPE 寄存器可启用低功耗模式。在待机状态下，芯片可关闭内部带隙参考和 24MHz 振荡器，仅保留唤醒检测电路。当检测到 CC 状态变化或 VBUS 变化时，芯片可通过 INT_N 引脚唤醒主机。此外，VCONN 过流、过压等故障事件也能唤醒系统。

6.6 寄存器映射与 I2C 接口

CXUS7750 的寄存器映射遵循 USB Type-C 端口控制器接口（TCPCI）规范，方便与 TCPM 无缝集成。主要寄存器包括：

• VENDOR_ID / PRODUCT_ID / DEVICE_ID：识别芯片型号和版本。
• ALERT：中断状态寄存器，指示 CC 状态变化、接收消息、发送失败等事件。
• ROLE_CONTROL：配置角色（Source/Sink/DRP）、CC 终端电阻（Rp/Rd/Open）和电流能力。
• COMMAND：启动 DRP 轮换、发送消息等操作。
• RX_BUFFER 和 TX_BUFFER：存放接收和发送的 PD 消息数据。
• FAULT_CONTROL：使能或屏蔽各种故障检测（如 VCONN OVP/OCP）。

I2C 从机地址固定为 0x9C（写）/0x9D（读）（7位地址 0x4E）。支持快速模式（1MHz）和自动地址递增，便于块读写。

7. 基于 CXUS7750 的智能手机 Type-C 接口设计实例

设计目标：一款中高端智能手机，Type-C 接口需支持 15W 充电（5V/3A）、USB 2.0 数据传输、以及耳机音频适配器检测。要求支持死电池充电和 VCONN 供电（用于有源电缆）。

• 系统配置：CXUS7750 的 VDD 由系统 LDO 提供 3.3V，VCONN 由独立的 DC-DC（5V/600mA）供电。CC1/CC2 直接连接 Type-C 连接器，VBUS 引脚通过 4.7kΩ 电阻分压后连接至 VBUS 网络（用于检测）。INT_N 连接至 AP 的 GPIO，SDA/SCL 连接至 I2C 总线。
• 角色设置：将 ROLE_CONTROL 配置为 DRP（双角色），Rp 设置为 3.0A（用于 Source 模式）。CC1/CC2 在待机时设为 Rd（Sink 模式），以支持被充电。
• PD 协商：通过 I2C 配置 VOUT_COMMAND 等参数，实现 5V/3A 供电能力。在连接时，芯片自动完成 PD 协议握手，协商功率。
• VCONN 管理：当检测到有源电缆时，使能 VCONN（通过 POWER_CONTROL），并将 VCONN 切换到正确的 CC 引脚。OCP 限制设为 300mA。
• 低功耗处理：在屏幕关闭待机时，启用低功耗模式，关闭振荡器，仅在 CC 或 VBUS 状态变化时通过 INT_N 唤醒 AP。

8. PCB 布局建议

• CC 引脚走线：CC1/CC2 引脚应尽量短，直接从连接器引出至芯片，避免过长走线引入寄生电容和噪声。建议在引脚旁放置 ESD 保护器件。
• VBUS 检测：VBUS 引脚应通过分压电阻连接到 VBUS 网络，电阻值建议 4.7kΩ 或 1kΩ（参考数据手册）。分压节点应靠近芯片 VBUS 引脚。
• VDD 和 VCONN 去耦：每个电源引脚（VDD、VCONN）需放置 0.1μF 和 1μF 陶瓷电容，尽量靠近引脚。VCONN 供电路径需考虑 600mA 电流能力。
• I2C 总线：SCL/SDA 上拉电阻（1kΩ~10kΩ）连接至 1.8V 或 3.3V 电源，走线远离高频噪声源（如 SW 节点）。INT_N 也需要上拉。
• 地平面：使用完整的地平面，确保芯片 GND 引脚良好接地。
• ESD 保护：CC1/CC2 和 VBUS 引脚需添加 ESD 保护器件（如 TVS），符合 IEC 61000-4-2 标准。
• 封装焊接：WL-CSP 封装需注意焊球布局，确保 PCB 焊盘尺寸和钢网开窗符合推荐要求（参考数据手册的 Footprint Information）。

9. 订购信息与技术支持

CXUS7750 采用 WL-CSP-9B（1.38×1.34mm）封装，无铅、RoHS 合规。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持，包括评估板、参考设计和 FAE 现场支持。如需了解更多产品信息或获取设计支持，请访问嘉泰姆电子官网或联系我们的技术支持团队。