CXUS7752S TCPC 控制器
IEC ESD 保护 | SBU/DP/DM 高压 OVP 开关 | BC1.2 快充协议

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年8月 | 型号：CXUS7752S | 封装：WQFN-32L（4×4mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXUS7752S 是一款高度集成的 Type-C 端口控制器（TCPC），完全符合 USB Type-C 和 PD 应用需求。该芯片集成了 IEC 61000-4-2 ESD 保护 单元，可保护 CC、SBU、DP、DM 引脚免受静电放电损害。CXUS7752S 内置多个高压保护开关，用于 SBU1/SBU2、DP/DM 线路，可防止相邻引脚上的高压 VBUS 造成损坏，SBU OVP 开关的耐压高达 24V。芯片还集成了高压 USB 2.0 开关，并支持 BC1.2 和多种专有快充协议（如 HVDCP）。CXUS7752S 可通过内部电荷泵控制外部 NMOSFET 或通过 GPIO 控制 PMOSFET 来管理 VBUS 的吸电流和拉电流路径。GPIO 还可配置用于控制 USB 3.0 到 DP 的 MUX 切换，支持备选模式。芯片集成 VCONN 开关并带有 OVP/OCP/RVP/UVP 保护。死电池模式 Rd 通过 RPD_CC1/CC2 引脚独立实现，为系统提供灵活设计。CXUS7752S 采用 WQFN-32L（4×4mm） 封装，是台式机、笔记本、USB 集线器、显示器和服务器的理想 Type-C 端口管理方案。

1. 产品概述与市场定位

在台式机、笔记本、USB 集线器和显示器等设备中，Type-C 端口需要支持电源传输、高速数据交换和备选模式，同时必须满足严格的 ESD 和过压保护要求。CXUS7752S 作为一款 TCPC（Type-C 端口控制器），其核心优势在于 高集成度 和 强大的保护功能。芯片集成了 IEC 61000-4-2 等级的 ESD 保护单元（接触放电 ±8kV，空气放电 ±15kV），可直接用于 Type-C 连接器侧，无需外部 ESD 器件，节省 BOM 成本和 PCB 空间。其 SBU 和 DP/DM 引脚内置高压 OVP 开关（耐压 24V），可在 VBUS 意外短接时快速切断，保护系统侧电路。

CXUS7752S 支持 BC1.2 充电端口检测（SDP、CDP、DCP）以及多种专有快充协议（如 Apple 2.4A、HVDCP），可作为 Sink 或 Source 角色工作。芯片内部电荷泵可驱动外部 NMOSFET（如用于 VBUS 路径），GPIO 可配置为推挽或开漏输出，用于控制 DC-DC 使能、音频开关或 MUX。VCONN 开关支持可编程过流保护（100mA~800mA），并为全功能电缆供电。芯片提供 4 个 I2C 地址（通过 ADDR 引脚电阻设置），便于多端口应用。

2. 主要特点与技术亮点

• IEC 61000-4-2 ESD 保护：CC1/CC2、SBU1/2_CON、DP/DM_CON、VBUS 均具备接触放电 ±8kV、空气放电 ±15kV 能力，满足工业级可靠性要求。
• 高压 OVP 开关：SBU 和 DP/DM 引脚集成 24V 耐压 OVP 开关，当检测到过压（SBU > 3.6V~4.5V 可调，DP/DM > 4.5V）时，开关在约 60ns 内关闭，保护系统侧。
• BC1.2 和快充协议：支持 Sink 侧的 DCD 检测、TA 检测（2.7V/1.2V 模式）和 HVDCP 检测；支持 Source 侧的 SDP、CDP、DCP 模式，可自动完成握手。
• VCONN 管理：集成 VCONN 开关，支持 100mA~800mA 可编程 OCP，以及 OVP（5.75V）、RVP（反向电压保护）和 UVP（2.4V/2.7V 可选），确保电缆安全。
• 功率路径控制：内部电荷泵可驱动外部 NMOSFET（GPA/GPB）或 PMOSFET（通过 GPIO），支持 VBUS 源/吸路径控制，并具有 OCP/OVP 故障自动重载功能。
• GPIO 灵活性：3 个 GPIO 可配置为推挽或开漏输出，支持内部上拉/下拉，可控制 DC-DC 使能、音频开关、DP MUX 等，且可根据 FRS 或 TCPC 命令自动重载。
• 死电池支持：通过 RPD_CC1/CC2 引脚外接 200Ω 电阻到 CC1/CC2，在芯片未退出 Shipping 模式时呈现 Rd，允许源端识别并提供 VBUS，实现无电充电。
• 多地址支持：通过 ADDR 引脚对地电阻（0Ω、27kΩ、64kΩ、Open）选择 4 个 I2C 从地址，便于多端口系统设计。
• 低功耗模式：支持自动空闲模式和自动低功耗模式，未连接时自动降低功耗，待机电流低至 75μA（DRP 轮换），延长系统待机时间。
• 快速角色互换（FRS）：作为初始 Sink 支持 FRS，检测 CC 和 VBUS 变化，自动切换路径，满足 PD 3.0 快速角色互换要求。

3. 典型应用电路

CXUS7752S 的典型应用电路包括 Source Only、Sink Only 和 DRP 三种配置。芯片的 VCC（2.7V~5.5V）供电，VCONN 输入（2.8V~5.5V），CC1/CC2 通过 560pF 电容连接到 Type-C 连接器，VBUS 引脚用于电流检测（通过 10mΩ 电阻）和 OVP/OCP 监测。GPA/GPB 用于驱动外部 NMOSFET 控制 VBUS 路径，GPIO 可用于控制 MUX 或使能信号。死电池 Rd 通过 RPD_CC1/CC2 外接 200Ω 电阻实现。

图1. 典型应用电路（CXUS7752S DRP 模式，Source 5V~20V 输出）

4. 引脚封装图

图2. CXUS7752S 引脚封装图（WQFN-32L 4×4mm 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 TCPC 接口与 I2C 控制

CXUS7752S 符合 TCPCI 规范 Revision 1.0, Version 1.2，可通过 I2C 接口与 TCPM（Type-C 端口管理器）通信。芯片支持 1MHz 快速模式，提供 4 个可选的 I2C 从地址（通过 ADDR 引脚电阻设置），便于多端口系统。中断输出（IRQB）为开漏低有效，当任何告警位被设置时触发。寄存器映射包括标准 TCPCI 寄存器以及厂商自定义寄存器，用于控制 SBU/DPDM 开关、VCONN、GPIO、功率路径等。

6.2 Type-C 检测与角色

芯片内置多个比较器，可监测 CC1/CC2 电压状态，支持作为 Source、Sink 或 DRP 工作。在 DRP 模式下，CC 引脚周期性地在 Rp 和 Rd 之间切换，实现双角色功能。连接检测和方向识别结果可通过寄存器读取，状态变化会触发 IRQB 中断。芯片支持 死电池模式：在 Shipping 模式下，通过 RPD_CC1/CC2 外接 200Ω 电阻呈现 Rd，使得外部 Source 能够识别并提供 VBUS，实现无电充电。

6.3 功率路径控制（GPA/GPB 和 GPIO）

CXUS7752S 提供两个高压栅极驱动器 GPA 和 GPB，可驱动外部 NMOSFET（或 PMOSFET）用于 VBUS 源/吸路径。内部电荷泵可产生高于 VBUS 的栅极电压，确保 NMOSFET 完全导通。GPIO1~GPIO3 可配置为推挽或开漏输出，用于控制外部 MUX、DC-DC 使能等。所有路径控制都支持 自动重载 功能：当收到 TCPM 命令（如 SinkVbus、SourceVbus）或发生故障（如 OCP、OVP、FRS 事件）时，GPIO 和 GPA/GPB 的状态可根据预设值自动更新，无需软件干预，提高了响应速度。

6.4 VCONN 管理与保护

VCONN 引脚输入 2.8V~5.5V，通过内部开关输出到 CC1 或 CC2（根据方向），为全功能电缆供电。芯片提供多重保护：

• OCP：可编程 100mA~800mA，过流时关断并触发中断。
• OVP：CC 电压超过 5.75V 时关断。
• RVP：当 CC 电压高于 VCONN 时（反向电压），保护关断。
• UVP：可设置 2.4V 或 2.7V 阈值，低于阈值时关断。

VCONN 使能后，有软启动时间（3ms 或 5ms），期间电流限制较宽松，以支持容性负载。

6.5 SBU 和 DPDM 开关与 OVP

CXUS7752S 集成了 4 通道高压开关（DP、DM、SBU1、SBU2），可将连接器侧信号切换到系统侧。这些开关具有 过压保护 功能：当连接器侧电压超过阈值（SBU 可设 3.6V~4.5V，DP/DM 固定 4.5V）时，开关在约 60ns 内关闭，防止高压 VBUS 损坏系统。OVP 恢复时间可设（400μs~1000μs），恢复后开关自动重新闭合。开关状态和 OVP 状态可通过寄存器读取，并产生中断。

6.6 BC1.2 和快充协议

芯片支持 BC1.2 Sink 角色（DCD 检测、TA 检测）和 Source 角色（SDP、CDP、DCP）。Sink 侧可自动检测 DCP、CDP、SDP 以及 HVDCP（高压专用充电协议），检测结果通过寄存器报告。Source 侧可配置为 SDP、CDP 或 DCP，CDP 模式下支持 USB 设备检测和充电端口识别。所有检测流程符合 BC1.2 规范，可自动完成。

6.7 快速角色互换（FRS）

作为初始 Sink，CXUS7752S 支持 FRS。通过检测 CC 引脚电压下降（阈值可设）和 VBUS 下降（阈值可设），触发 FRS 事件。当 FRS 信号接收到后，芯片可根据预设配置自动重载 GPIO、GPA/GPB 的状态，快速切换到 Source 模式，实现角色互换，满足 PD 3.0 要求。

6.8 低功耗与自动模式

芯片支持 Shipping 模式（上电后默认，仅 I2C 通信）、正常模式、自动空闲模式（无活动时关闭 24MHz 振荡器，但能接收 PD 命令）和 自动低功耗模式（未连接时关闭更多电路，进入低功耗状态）。这些模式可通过寄存器配置，帮助系统在待机时节省功耗。

7. 基于 CXUS7752S 的笔记本 Type-C 端口设计实例

设计目标：一台高端笔记本电脑，需要两个 Type-C 端口，均支持 PD 3.0 电源传输（Source 5V~20V/5A，Sink 最大 20V/5A）、DP 备选模式、USB 3.2 Gen2 数据，并支持 BC1.2 充电检测。要求每个端口具备 ESD 保护和过压保护。

• 系统配置：使用两颗 CXUS7752S，分别管理两个 Type-C 端口。每个芯片的 VCC 由系统 3.3V 供电，VCONN 由 5V 供电。CC1/CC2 通过 560pF 电容连接连接器，RPD_CC1/CC2 通过 200Ω 电阻连接 CC 引脚实现死电池 Rd。
• 功率路径：GPA 和 GPB 驱动外部 NMOSFET（如 AON6590）控制 VBUS 源和吸路径。GPIO 用于控制 DP MUX（切换 USB 3.0 和 DP 信号）。
• BC1.2 配置：Source 模式下使能 CDP，Sink 模式下使能 BC1.2 检测，以便识别充电器类型。
• VCONN 管理：使能 VCONN，OCP 设为 300mA，OVP 和 UVP 使能，确保有源电缆安全。
• FRS 支持：使能 FRS RX 检测，当外部电源断开时，芯片能快速切换至 Source 模式，为系统供电。
• 地址分配：两个端口分别设置不同的 I2C 地址（通过 ADDR 电阻 0Ω 和 27kΩ），便于主机区分。

8. PCB 布局建议

• ESD 防护：尽管芯片内置 ESD 保护，仍建议在连接器侧靠近引脚放置 TVS 或压敏电阻，以增强系统级 ESD 鲁棒性。
• CC 引脚走线：CC1/CC2 走线应尽量短，远离高频信号，560pF 电容应靠近芯片引脚放置。
• VBUS 电流检测：CS 和 VBUS 引脚之间的 10mΩ 采样电阻应采用开尔文连接，差分走线至 CS 和 VBUS 引脚，3.3Ω 电阻和 0.1μF 电容靠近芯片放置。
• 功率路径：GPA/GPB 驱动的 NMOSFET 应靠近 VBUS 连接器，栅极走线短且宽，电荷泵电容（1μF）靠近芯片 VDDD 和 VCCO 引脚。
• VCONN 路径：VCONN 输入电容（1μF）靠近 VCONN 引脚，VCONN 输出走线应能承受 800mA 电流。
• GPIO 走线：GPIO 走线远离噪声源，如需长距离走线，可串联小电阻抑制振铃。
• 地平面：芯片 Exposed Pad 必须良好焊接至地平面，并采用多个过孔散热，确保 θ_JA 性能。
• I2C 总线：SCL/SDA 上拉电阻（1kΩ~10kΩ）连接至 1.8V 或 3.3V 电源，走线远离高压开关节点。

9. 订购信息与技术支持

CXUS7752S 采用 WQFN-32L（4×4mm）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。