电源诱骗芯片CH224K

用最通俗的话来说,电源诱骗就是"假装自己是个支持快充的手机,向充电头套取高电压"

普通的 Type-C 充电头默认只输出 5V 安全电压。如果你的电路板(比如电烙铁、电机驱动、单片机系统)需要 9V、12V、15V 或 20V 供电,直接插上普通 C 口只有 5V。

这时在板子上放一颗诱骗芯片 ,它就会主动用快充协议(PD 或 QC)去和充电头"谈判":"Hey,我是个大功率设备,请给我切换到 12V!"充电头确认协议匹配后,就会把输出电压抬升到 12V 供你的电路使用。这样你就不需要额外的变压器或专用电源适配器了

CH224K 诱骗芯片怎么用?

CH224K(沁恒出品)是非常经典且外围极简的快充诱骗芯片,封装小(ESSOP-10),支持 PD3.0/2.0、QC3.0/2.0 等多种主流协议。

使用它主要分为 接线电压配置 两个核心步骤:

1. 核心引脚接线法

引脚名称 连接位置 说明
CC1 / CC2 连 Type-C 母座的 CC1 / CC2 必须接,PD协议通信的核心通道
DP / DM 连 Type-C 母座的 D+ / D- 选接,用于 QC/BC 等非PD快充协议的通信
VDD 连 C 口的 VBUS 输入端 给芯片供电(芯片内部有高压降压稳压,耐压高)
GND 连系统共地线 电源负极
CFG1 / CFG2 / CFG3 接电阻或接地/悬空 决定你想要诱骗出多少伏电压

补充知识TTL电平和USB电平区别:

USB

USB标准规定了数据线 D+和D- 的电平。在USB 2.0中,逻辑"1"通常是D+高于D-约200mV,逻辑"0"则是D-高于D+约200mV。(RS485的A和B差值也是200mV)

TTL

TTL电平标准规定,逻辑"1"(高电平)通常在2V以上,逻辑"0"(低电平)通常在0.8V以下。TTL信号是单端信号,相对于地(GND)来确定电压水平。

TTL电平常用于微控制器、传感器、通信设备等电子元件之间的信号交互。它简单、直接,广泛应用于电子学和数字电路中。

2. 电压配置表(通过电阻调整)

CH224K 提供了极简的阻值/电平设定方式来选择输出电压,硬件上通常有两种常见配置玩法:

方案 A:固定电压模式(最常用)

只需要在 CFG1 引脚与 GND 之间接一颗下拉电阻(或者直接接地/悬空),CFG2 和 CFG3 保持默认下拉或接地:

  • 申请 5V: CFG1 悬空(不接电阻)

  • 申请 9V: CFG1 接 6.8kΩ 电阻到 GND

  • 申请 12V: CFG1 接 15kΩ 电阻到 GND

  • 申请 15V: CFG1 接 27kΩ 电阻到 GND

  • 申请 20V: CFG1 直接接地(0Ω/短接)

注: 如果充电头最高只支持到 12V,而你芯片配置申请 20V,CH224K 会自动退而求其次,让充电头输出其能提供的最高电压(即 12V),不会导致系统死机。

方案 B:MCU 动态切电压

如果你用单片机(如 STM32/AT32 等)控制 CH224K,可以将 CFG1、CFG2、CFG3 接到单片机的 GPIO 引脚上:

  • 通过控制 GPIO 输出高低电平或高阻态(Input 模式),即可在程序运行中动态切换 5V / 9V / 12V / 15V / 20V 输出。

3. 外围电路设计注意事项

  1. 输入端去耦电容: VBUS 与 GND 之间紧靠 C 口输入侧,加一个 100nF (0.1uF) 贴片电容 滤除高频噪声。

  2. VBUS 输出端耐压: 诱骗出来的高压(比如 20V)会直接通过 VBUS 供给你的下游电路。请确保你电路板上的电容、LDO 或 DC-DC 降压芯片耐压大于 25V,否则电压一升高就会烧毁后级!

  3. 功率匹配: 诱骗出电压后,电流大小取决于充电头的输出能力(例如 20V/3A = 60W)。不要让负载超载,否则充电头会触发过流保护关断输出。

    要用 MCU(如 STM32、AT32 等单片机)动态切换 CH224K 的诱骗电压,原理非常简单:通过 MCU 的 GPIO 引脚控制 CH224K 的 CFG1CFG2CFG3 三个配置引脚的电平状态(高电平、低电平、高阻态/悬空)

    下面为你详细拆解硬件接线、电平控制真值表以及代码实现逻辑。

    1. 核心真值表(CH224K 逻辑控制)

    CH224K 内部对 CFG1CFG2CFG3 有下拉电阻。官方定义的控制逻辑如下(其中 0 表示低电平/接地,1 表示高电平,NC 表示高阻态/悬空):

    目标诱骗电压 CFG1 CFG2 CFG3 说明
    5V NC (悬空) 0 0 默认安全电压(复位初始状态)
    9V 0 (低电平) 0 0 CFG1 拉低
    12V 0 (低电平) 0 1 (高电平) CFG1 拉低,CFG3 拉高
    15V 0 (低电平) 1 (高电平) 1 (高电平) CFG1/CFG2/CFG3 均拉高/低
    20V 0 (低电平) 1 (高电平) 0 CFG1/CFG3 低,CFG2 高

    2. 硬件电路设计技巧

    为了方便 MCU 准确控制 NC(悬空)低/高电平,在硬件连接上推荐按以下方式设计:

  4. 直接直连: 将 MCU 的 3 个 GPIO 直接连接到 CH224K 的 CFG1CFG2CFG3 引脚。

  5. NC(悬空)的实现: 当需要设置引脚为 NC (如申请 5V 时的 CFG1)时,不要输出高低电平,而是将该 GPIO 配置为"浮空输入模式(Input Floating)",此时引脚对外部呈现高阻态,即等效于悬空。

  6. 输出高/低电平的实现: 将 GPIO 配置为"推挽输出模式(Output Push-Pull)",写入 0(GND)或 1(VCC)。

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