STUSB1602
USB Type-C™ controller with TX/RX line driver and BMC
Datasheet
-
production data
Compliant with:
– USB Type-C™ rev 1.2
– USB PD rev 2.0 (Certif. test ID 1010032)
Compatible with:
– USB PD rev 3.0
Features
Type-C™ attach and cable orientation
detection
Power role support: source/sink/DRP
Configurable start-up profiles
Integrated power switch for V
CONN
supply:
– programmable current limit up to 600 mA
– overcurrent, overvoltage, and thermal
protection
– under-voltage lockout
I²C interface and interrupt
Integrated V
BUS
voltage monitoring
Integrated V
BUS
and V
CONN
discharge path
Integrated BMC transceiver
V
BUS
switch gate driver
Low power standby mode
Dead battery mode support
Short-to-V
BUS
protection on CC pins (22 V) and
V
BUS
pins (28 V)
Accessory mode support
Dual power supply (V
SYS
and/or V
DD
):
– V
SYS
= [3.0 V; 5.5 V]
– V
DD
= [4.1 V; 22 V]
Applications
Smart plugs, wall adapters, and chargers
Power hubs and docking stations
Smartphones and tablets
Gaming and PNDs
Displays
Cameras, camcorders, and MP3 players
Any Type-C source or sink device
Description
The STUSB1602 is a generic IC designed in a
20 V technology. It addresses USB Type-C™ port
management both on the host and/or device side,
and is suited for a broad range of applications.
The STUSB1602 can handle all functions from
Type-C attach detection, plug orientation
detection, host to device connection, V
CONN
support, and V
BUS
configuration.
It also provides a USB PD TX/RX line driver and
BMC (biphase mark coding) transceiver which
allows USB PD negotiation and alternative mode
through an external MCU.
Additionally, the STUSB1602 provides support for
dead battery operation.
Table 1. Device summary
Order code
STUSB1602QTR
STUSB1602AQTR
USB PD
SOURCE, SINK
SOURCE, SINK, DRP
Package
QFN24 EP 4x4 mm
Temperature range
- 40 °C up to 105 °C
Marking
1602
1602A
August 2017
This is information on a product in full production.
DocID028319 Rev 3
1/55
www.st.com
Contents
STUSB1602
Contents
1
2
Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Inputs/outputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1
2.2
2.3
Pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Pin list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
2.3.6
2.3.7
2.3.8
2.3.9
2.3.10
2.3.11
2.3.12
2.3.13
2.3.14
2.3.15
2.3.16
2.3.17
2.3.18
2.3.19
CC1/CC2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
CC1DB/CC2DB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
VCONN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
RESET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
I²C interface pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
GND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
MOSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
NSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
MISO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
TX_EN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
SCLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
A_B_SIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
VBUS_SENSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
VBUS_EN_SNK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
VBUS_EN_SRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
VREG1V2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
VSYS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
VREG2V7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
VDD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3
Features description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.1
3.2
CC interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
BMC interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2.1
3.2.2
3.2.3
BMC interface behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
TX mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
RX mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
V
BUS
monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
DocID028319 Rev 3
3.3
V
BUS
power path control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3.1
2/55
STUSB1602
3.3.2
3.3.3
Contents
V
BUS
discharge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
V
BUS
power path assertion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
V
CONN
input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
V
CONN
application conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
V
CONN
monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
V
CONN
discharge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
V
CONN
control and status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
V
CONN
power switches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.4
V
CONN
supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.4.5
3.4.6
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
Low power standby mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Dead battery mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
High voltage protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Hardware fault management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Accessory mode detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.9.1
3.9.2
Audio accessory mode detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Debug accessory mode detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4
5
Managing USB PD transactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
I²C interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5.1
5.2
5.3
Read and write operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Timing specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
I²C register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6
Start-up configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.1
6.2
User-defined parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Default start-up configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7
Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.1
General information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.1.1
7.1.2
Power supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Connection to MCU or application processor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Source type application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Sink type application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Dual role type application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
7.2
USB Type-C typical applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
7.2.1
7.2.2
7.2.3
DocID028319 Rev 3
3/55
55
Contents
STUSB1602
8
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
8.1
8.2
8.3
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Operating conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Electrical and timing characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
9
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
9.1
9.2
9.3
QFN24 EP 4x4 mm package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Thermal Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
10
11
Terms and abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4/55
DocID028319 Rev 3
STUSB1602
Functional description
1
Functional description
The STUSB1602 is a USB Type-C controller IC. It is designed to interface with the Type-C
receptacle both on host and/or device sides. It is used to establish and manage the
source-to-sink connection between two USB Type-C host and device ports.
The major role of the STUSB1602 is to:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Detect the connection between two USB Type-C ports (attach detection)
Establish a valid source-to-sink connection
Determine the attached device mode: source, sink or accessory
Resolve cable orientation and twist connections to establish USB data routing
(mux control).
Configure and monitor the V
BUS
power path
Manage V
BUS
power capability: USB default, Type-C medium or Type-C high current
mode.
Configure V
CONN
when required
Support USB PD negotiation
Low power standby mode
Dead battery mode
I²C interface and interrupt
Start-up configuration customization: static through NVM and/or dynamic through I²C
High voltage protection
Accessory mode detection
Figure 1. Functional block diagram
The STUSB1602 also provides:
DocID028319 Rev 3
5/55
55
京公网安备 11010802033920号
EEWORLD
