CXUS7757KLC USB PD 控制器
PD 2.0/3.0 PPS | 内置 MCU | Sink 应用 | 高边电流检测

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年9月 | 型号：CXUS7757KLC | 封装：WQFN-24L（4×4mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXUS7757KLC 是一款高度集成的 USB Power Delivery（PD）控制器，内置嵌入式 MCU 解决方案，专为消费端 Sink 应用设计。芯片支持 USB Type-C 的插入和方向检测，集成 USB PD 物理层和 BMC 收发器，并提供多种监控与可编程异常条件解决方案。CXUS7757KLC 支持 USB PD2.0/PD3.0 和 PPS，VDD 工作范围 3V 至 22V，内置 Mask ROM 32kB、OTP-ROM 16kB 和 SRAM 2kB，具备 高边电流检测、N-MOSFET 驱动 和 从 I²C 接口。芯片提供全面的保护功能，包括可编程过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）、过流保护（OCP）和过温保护（OTP）。CXUS7757KLC 采用 WQFN-24L（4×4mm） 封装，是 PoE IoT 设备、智能音箱、投影仪等 Sink 应用的理想 USB Type-C 控制器方案。

1. 产品概述与市场定位

在 IoT 设备、智能音箱、投影仪等消费类电子产品中，USB Type-C 接口不仅用于充电，还承担着与电源适配器通信、协商功率的角色。CXUS7757KLC 作为一款 Sink 端 USB PD 控制器，其核心优势在于 高度集成 和 灵活的协议支持。芯片内置的 MCU 和 BMC 收发器可完整处理 USB PD2.0/PD3.0 通信，包括 PPS（可编程电源）协议，满足设备从适配器请求所需电压和电流的需求。其 高边电流检测 功能可精确监测输入电流，配合可编程过流保护，确保系统安全。芯片还提供 从 I²C 接口，方便与主控 MCU 通信，实现状态监控和参数配置。

CXUS7757KLC 支持 N-MOSFET 驱动，可直接控制外部阻断 N-MOSFET，实现输入路径的通断管理。其内置的 外部温度检测 功能通过 RT 引脚连接 NTC 热敏电阻，实现精确的过温保护。在安全方面，CXUS7757KLC 提供可编程过压保护、欠压保护、过流保护和过温保护，确保系统在各种异常条件下安全可靠。芯片采用 WQFN-24L 4×4mm 封装，是小尺寸、高可靠性 Sink 应用 USB Type-C 控制的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 协议支持：完整支持 USB PD2.0/PD3.0 和 PPS，可与各种 Source 设备协商电压和电流。
• 内置 MCU：集成 Mask ROM 32kB、OTP-ROM 16kB 和 SRAM 2kB，支持固件编程，灵活实现各种协议和功能。
• 宽 VDD 工作范围：3V 至 22V，适应各种输入电压应用。
• 高边电流检测：集成高边电流检测放大器，可精确监测输入电流，支持可编程过流保护。
• N-MOSFET 驱动：提供电荷泵驱动，控制外部阻断 N-MOSFET，实现输入路径的通断管理。
• 从 I²C 接口：通过 GPIO2（SDA）和 GPIO3（SCL）与主控 MCU 通信，方便状态监控和参数配置。
• 可编程保护：支持可编程过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）、过流保护（OCP）和过温保护（OTP），确保系统安全。
• 外部温度检测：RT 引脚提供可编程电流源，用于偏置外部 NTC 热敏电阻，实现精确的温度监测和过温保护。
• VBUS 放电：VBUS 引脚内置泄放电路，可在电缆断开时将 VBUS 电容放电至安全电压。

3. 典型应用电路

CXUS7757KLC 的典型应用电路包括：VDD 供电（3V~22V），CC1/CC2 连接 Type-C 连接器，D+/D- 用于 BC1.2 检测，VBUS 用于电压检测和放电，USBP 驱动外部阻断 N-MOSFET，CS+/CS- 用于高边电流检测，RT 连接外部 NTC 热敏电阻，GPIO2/GPIO3 作为 I²C 接口与主控 MCU 通信。芯片通过 CC1/CC2 与 Source 设备进行 PD 协议通信，请求所需电压和电流。

图1. 典型应用电路（CXUS7757KLC Sink 应用）

4. 引脚封装图

图2. CXUS7757KLC 引脚封装图（WQFN-24L 4×4mm 顶部视图）

5. 极限参数与电气特性（设计参考）

符号	参数	最小值	最大值	单位
USBP to GND	阻断 MOSFET 控制	-0.3	32	V
VDD, VBUS, CS+, CS-	高压引脚	-0.3	28	V
OPTO, VTR, GPIO1, GPIO2, GPIO3, CC1, CC2, D+, D-, RT	控制与检测引脚	-0.3	6.5	V
PD @ TA=25°C	功耗 (WQFN-24L 4×4)	—	2.52	W
θJA	结到环境热阻	—	39.6	°C/W
TJ	结温	—	150	°C
TSTG	存储温度	-65	150	°C
ESD (HBM)	人体模型	—	2	kV

参数	最小值	最大值	单位
VDD 供电电压	3	22	V
环境温度范围	-40	105	°C
结温范围	-40	125	°C

参数	条件	典型值	单位
VDD 开启阈值	—	3.05	V
VDD 关断阈值	—	2.85	V
VDD 工作电流	VDD=5V，禁用 VTR	5.5	mA
VDD 睡眠电流	VDD=5V，禁用 VTR	1.8	mA
VDD 绿色模式电流	VDD=5V，禁用 VTR	950	μA
最大 VDD 过压保护阈值	—	24	V
CS 增益	寄存器可选	20 / 40	V/V
MCU 振荡频率	—	5.4	MHz

6. 工作原理与设计指导

6.1 电源结构与上电时序

CXUS7757KLC 由 VDD 引脚供电，内部产生 V5 和 V2 两个稳压输出，为内部电路和 MCU 供电。V2 引脚需外接旁路电容以保证 LDO 稳定性。上电时，当 VDD 超过 VDD_ON（约 3.05V）后，芯片启动。芯片内置 MCU，支持 USB PD2.0/PD3.0 和 PPS 协议，可通过 CC1/CC2 与 Source 设备通信，请求所需电压和电流。

6.2 电流检测放大器

CXUS7757KLC 集成高边电流检测放大器，具有低输入失调电压，增益可通过寄存器设置为 20 或 40。当使用 5mΩ（典型值）检测电阻且增益为 40 时，输出电流分辨率约为 5mA。检测信号经 ADC 转换后由 MCU 处理，实现精确的电流监测和可编程过流保护。

6.3 外部温度检测

RT 引脚提供可编程电流源，用于偏置外部 NTC 热敏电阻。当 RT 电压低于过温保护（OTP）阈值并持续可编程延迟时间后，触发 OTP。RT 偏置电流可通过寄存器设置为 100μA、20μA 或 5μA，以优化温度检测线性度。

6.4 VBUS 引脚与放电

VBUS 引脚内置开漏驱动器和泄放电路，用于检测 VBUS 电压并在电缆断开时将 VBUS 电容放电至安全电压。VBUS 电压可通过 11 位 ADC 检测，实现 VBUS 跌落保护。

6.5 阻断 N-MOSFET 控制

USBP 引脚提供电荷泵驱动，控制外部阻断 N-MOSFET。一旦与 UFP 建立通信或检测到 CC 引脚 5.1kΩ 电阻，N-MOSFET 导通。若发生 VOUT 过压或短路，N-MOSFET 迅速关断，保护受电设备。

6.6 I²C 通信

CXUS7757KLC 提供从 I²C 通信接口，通过 GPIO2（SDA）和 GPIO3（SCL）与主控 MCU 通信。可通过 GPIO1 外接电阻到 GND 来配置 I²C 地址，实现多设备连接。主控 MCU 可通过 I²C 读取芯片状态、配置参数和监控异常条件。

7. 基于 CXUS7757KLC 的智能音箱 USB PD 设计实例

设计目标：一款智能音箱，需要 USB Type-C 接口支持 PD 3.0 快充（最高 20V/3A），并具备过压、过流和过温保护，通过 I²C 与主控 MCU 通信。

• 系统配置：使用一颗 CXUS7757KLC（WQFN-24L）。VDD 由适配器供电，CC1/CC2 连接 Type-C 连接器，D+/D- 用于 BC1.2 检测，VBUS 用于电压检测和放电，USBP 驱动外部阻断 N-MOSFET（如 AON6590），CS+/CS- 连接 5mΩ 检测电阻，RT 连接 NTC 热敏电阻，GPIO2/GPIO3 作为 I²C 接口与主控 MCU 通信。
• PD 协议：固件支持 PD 2.0/3.0 和 PPS，可向适配器请求 5V、9V、12V、15V、20V 电压。
• 电流检测：高边电流检测放大器增益设为 40，实现精确的输入电流监测和可编程过流保护。
• 温度保护：RT 引脚连接 NTC 热敏电阻，实现精确的过温保护。
• I²C 通信：主控 MCU 通过 I²C 读取 CXUS7757KLC 状态，配置保护阈值，实现智能管理。
• 保护功能：可编程 OVP、UVP、OCP、OTP，确保系统安全。

8. PCB 布局建议

• VDD 去耦：VDD 引脚需放置 2.2μF 陶瓷电容，靠近引脚。
• CS 检测：CS+ 和 CS- 应采用开尔文连接至电流检测电阻，走线等长且靠近芯片。
• CC 走线：CC1/CC2 走线应短，远离高频开关节点，建议在连接器侧放置 ESD 保护器件。
• USBP 驱动：USBP 连接外部 N-MOSFET 栅极，走线短且直，避免引入寄生振荡。
• VBUS 走线：VBUS 走线应足够宽，承载最大电流。
• RT 走线：RT 连接 NTC 热敏电阻，走线应远离噪声源。
• I²C 总线：GPIO2/GPIO3 走线应远离高频噪声源，上拉电阻靠近芯片。
• 地平面：使用完整地平面，Exposed Pad 良好焊接，确保散热和信号完整性。

9. 订购信息与技术支持

CXUS7757KLC 采用 WQFN-24L（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。