沁恒PD sink端协议芯片CH224K测试、吐槽&另类把玩

不亦心

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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。

 

三，规格书标准应用测试

1，电平配置模式

  

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：

 

  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

 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

  2，电阻配置模式

 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。

 配置电阻NC（20V）时，脉冲电平1.5V和3V

 配置电阻56K（15V），脉冲电平0.9V，1.8V

 配置电阻24K（12V），脉冲电平0.6V，1.2V

  配置电阻6.8K（9V），脉冲电平0.25V，0.5V

 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。

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

 

就测这些吧。

 

 

RCSN

测评有深度

tagetage

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。

秦天qintian0303

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

流行科技

测试很全，分析也到位

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我芯永恒

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。

秦天qintian0303

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

hailiuhengli

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，

秦天qintian0303

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

hailiuhengli

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。

不亦心

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。

 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）。

不亦心

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。

1540592499

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

1nnocent

【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。