项目	接口类型	说明
上行口*1	Type-C/USB-C	支持超高速USB3.2 Gen1和USB2.0 接USB主机，如电脑、手机、平板等在通信同时可为主机提供100W快充
下行口*4	Type-A	支持超高速USB3.2 Gen1和USB2.0 接USB设备，如U盘、键鼠、固态硬盘等
外部供电口*1	Type-C/USB-C	接Type-C电源适配器不用快充功能的时候不用接

3. 原理介绍

系统结构很简单，主要功能CH634全包，一张图就能看明白。

蓝色为USB数据传输，对应CH634 HUB芯片。绿色为PD协议相关，包括HUB的PD和CH211D的Type-C高压隔离和升压NMOS控制。红色为电源管理相关，包括电源路径管理、DCDC和限流保护等。

· 超高速USB3.0 HUB芯片 CH634

HUB芯片CH634W6G上下行口均支持USB3.2 Gen1（也就是USB3.0的5Gbps）和USB2.0，上行口还支持Type-C正反插。CH634的引脚布局很简单，同类功能都在一起，特别是电源很精简，走线就方便很多。官方说因为芯片的USB PHY和控制器还有内部的RISC-V处理器都自研，共用一套电源所以电源引脚很精简。

· Type-C高压隔离和升压NMOS控制 CH211D

CH211D是Type-C接口的高压隔离和升压NMOS控制芯片。高压隔离功能在保持PD信号传输的同时，可避免HUB的CC引脚意外承受Type-C的高压，比如Type-C接口松动导致的高压VBUS与低压CC触点搭线。CH211内置的升压模块可驱动比PMOS更便宜、内阻更低的NMOS，大功率快充时的发热更小。方案中的两个功率管选用连续电流10A以上的NMOS即可。

CH634W6G本身内置PD功能，HUB的两个CC信号穿过CH211再到Type-C接口，就可以耐压30V。

PDHUB的电源系统有两种工作方式：
方式一，不使用快充，经典HUB模式。此时上行口为供电口，HUB和下游设备均从主机（计算机、手机等）取电。如下图，电源从HUB上行口VBUS经左侧的NMOS到DCDC给HUB和下游设备供电。

方式二，HUB+100W快充模式。此时外部供电口连接Type-C电源适配器，图中左右两个NMOS均打开。适配器电源直通上行口，为主机提供最高100W快充，同时经DCDC功率变换，通过DCDC为HUB和下游设备供电。

NMOS可选用耐压不低于30V，标称电流在15~35A之间的，重点是内阻越小发热越小，建议在15mΩ之内。
方案使用的是5*6mm的DFN-8封装，内阻小的话，换用更小尺寸的NMOS也可以。

DCDC等比较简单的，这里就不展开了，看原理图即可。

4. PCB工艺信息

成品板厚：1.2mm

板子层数：4层板

需要阻抗：JLC04121H-3313

阻抗管控：+/-20%

5. 测试结果

用CrystalDiskMark测试数据传输速度：

测试设备：SanDisk USB3.2 Gen2移动固态硬盘，SDSSDE30 480GB

用Power-Z测试Type-C快充功率：

6. 注意事项

USB3.0超高速信号对PCB布图走线的要求很严格，不能随便拉线！

差分走线需注意：
USB3.0的差分信号对，TX+/TX-、RX+/RX-需按照USB规范做好阻抗匹配；
建议差分对等长设计，长度差异小于5mil，强烈建议不走过孔；
如走线上有交差，可将差分对的P/N交换；

隔直电容：
建议选取0402以下封装电容，布局时靠近端子放置；

滤波电容：

VBUS和VIN上的电容耐压要大于30V，HVCP上的电容耐压要到50V；

差分对内部交叉：
每个下行口需配置足够电容，大电容有利于减缓电源波动。

关于BOM：
Type-A接口用了手边上的剩料，如果BOM一键下单，可能要替换下封装。

7. 两句题外话

除了CH634W6G，沁恒的HUB芯片还有些缝合怪。比如CH339F，USB HUB、以太网口、读卡器口全包，平台上已经有大佬做过开源方案了，CH339W还进一步包含了串口、SPI、JTAG、I2C接口功能，真是一颗顶七颗。另外，CH211在Type-C侧的耐压可以支持30V，做快充方案功率应该可以到140W，不知还有哪些好玩的方案。

8. 更新注记

V1.0 原始版本；
V1.1 更新MOS型号，内阻减小，发热降低，选取更好的MOS还可进一步优化。