这里测试的PD协议 芯片是来自乐得瑞科技的LDR6021Q，这款PD协议芯片针对 USB Type-C 标准中的 Bridge 设备而开发的 USB-C DRP 接口 USB PD 通信芯片。 可以实现切换 Data Role 功能，提供予智能设备(电脑，平板，手机) PDO 及 REQUEST 协商，自动进行 DR_SWAP 转为 UFP 模式。

目前市面上的大部分手机都取消了3.5mm音频耳机接口，仅保留一个Type-C接口，但是追求音质和零延迟的用户仍然会选择3.5mm有线耳机，因为在玩手机游戏的时候，音画不同步真的很影响游戏体验，所以Type-C转3.5mm接口线应运而生。

有需求就有市场，这款Type-C转3.5mm接口线刚推出就火爆了手机配件市场，简单好用而且很好的解决了用户的痛点，订单自然不会少。但是过了不久，用户反馈听歌的问题是解决了，但是手机充不了电，这又产生了新的痛点，不少厂家很快也发现了这个问题，谁能先解决这痛点，谁就能快人一步抢占市场，大家都想做第一个吃螃蟹的人，于是第二代音频转接器很快研发了出来！

音频转接器一共三个接口，一端type-c公头连接手机设备，一端type-c母座连接适配器，一端3.5mm音频接口连接耳机，看似简单其实里面集成了很多高新技术。

加入充电的初衷起因是用户在玩手机游戏的时候，电量消耗的特别快，只连接耳机的时候根本无法充电，所以使用这款音频转接器就能实现边玩边充，音频充电两不误，很好的解决了用户的痛点。

当你不需要充电的时候，仅仅插耳机也是不影响使用的。

接下来我们看看到底是如何实现边充电边听歌的呢？我们研究了几款产品，拆开发现里面主要的 IC芯片有两个，一个是音频芯片负责数字信号转模拟信号给耳机输出音频，另一个是PD协议芯片，负责与手机进行PD协议通讯。

首先我们先了解一下PD协议里边充电边听歌的原理，手机和PD协议芯片都属于DRP，是双角色端口。在没做角色切换 之前，sink（受电方）只能是UFP（从机），source（供电方）只能是DFP（主机），例如手机接U盘的时候，手机作为source（供电方），U盘作为sink（受电方），所以手机会放电给U盘使用。

虽然说只是做角色切换就能实现边充电边听歌，但是目前市面上的手机型号五花八门，而且不少手机的PD协议做的并不规范，在角色切换过程中出现的问题也千奇百怪，目前常规做法有两种：

为了更直观了解，我们用协议分析器对边充电边听歌的手机抓取了PD协议过程，用的是赛普拉斯的PD协议分析仪：

OPPO与vivo系列的手机做边充电边听歌角色切换的时候，如果强制做PR_Swap可能会导致手机死机重启等问题，所以这里芯片选择CC断开重连让CC置高，让芯片做source（供电方）和DFP（主机），然后再做DR_Swap，只切换数据角色。

总结：

这里测试的PD协议芯片是来自乐得瑞科技的LDR6021Q，这款PD协议芯片针对 USB Type-C 标准中的 Bridge 设备而开发的 USB-C DRP 接口 USB PD 通信芯片。 可以实现切换 Data Role 功能，提供予智能设备(电脑，平板，手机) PDO 及 REQUEST 协商，自动进行 DR_SWAP 转为 UFP 模式。

LDR6021Q特点：

QFN-16封装，外围精简

支持 USB PD 3.1

提供予智能设备(电脑，平板，手机) 5V-28V PDO 及 REQUEST 协商

自动进行 DR_SWAP 转为 UFP 模式

主要应用场景：

1.USB TYPE-C 转接器

2.USB Type-C HUB

当下智能手机、平板、轻薄本等终端设备全面普及Type-C一体化接口，OTG转接器成为外设扩展、数据读写、反向供电的必备配件。但传统多芯片OTG方案普遍存在充电与数据传输互斥、角色切换卡顿、协议兼容性差、PCB体积大、宽温环境稳定性不足等行业痛点。本文以乐得瑞车规级协议芯片LDR6021Q为核心，深入剖析其内置PD3.1协议、DRP双角色动态切换、独立OTG控制模块的底层工作原理，给出极简外围硬件电路设计方案、固件配置逻辑、关键性能实测数据，并对比传统多芯片方案与主流同规格单芯片方案的差异，同时覆盖移动办公、户外直播、车载互联、工业便携终端四大落地场景。实测结果表明：基于LDR6021Q设计的OTG转接器可实现最高100W双向PD快充与480Mbps全速USB2.0数据同步传输，支持毫秒级主机/外设角色无感切换，工作温度覆盖-40℃~85℃，BOM成本降低25%以上，PCB布局面积缩减40%，是目前高性价比、高稳定性的OTG转接器最优单芯片解决方案。

关键词：LDR6021Q；OTG转接器；PD3.1；DRP双角色；边充边传；Type-C盲插；

1 引言：传统OTG转接器行业痛点

Type-C接口凭借正反盲插、大功率快充、数据视频一体化传输的优势，已经全面替代Micro-USB、Lightning接口成为消费电子统一接口标准。OTG（On-The-Go）技术允许终端设备脱离PC主机，直接实现设备之间点对点通信、外设读取与反向供电，日常可用于手机读取U盘、外接键鼠、移动硬盘、给蓝牙耳机/智能手表反向补电，是移动生态不可或缺的扩展功能。

目前市面上主流OTG转接器分为两类，均存在明显短板：

基础款无源OTG转接器：无协议芯片，仅实现线路直通，不支持快充，接入PD充电器后无法同时开启OTG功能，充电和数据传输完全互斥，且无法兼容私有快充协议，手机接入后直接降为5V慢充，严重影响使用体验；

传统有源多芯片OTG方案：采用PD协议芯片+OTG控制芯片+模拟开关+MOS管组合架构，硬件电路复杂，信号干扰风险高；设备插拔时主机/外设角色切换延迟高，容易出现断连、死机；同时无法智能分配功率，边充边传场景下要么充电功率腰斩，要么数据带宽大幅降低，且民用级芯片无法适配车载、工业高低温严苛环境。

针对以上痛点，乐得瑞推出LDR6021Q车规级单芯片，一颗芯片集成PD3.1完整协议栈、DRP双角色端口控制、独立OTG硬件逻辑、电源管理模块与保护电路，无需任何辅助协议芯片即可独立完成OTG角色切换、双向快充、数据并行传输，从芯片底层解决充电与数据冲突问题，重构新一代OTG转接器硬件架构。

2 LDR6021Q芯片核心规格与架构优势

2.2 芯片内部架构核心亮点

LDR6021Q彻底摒弃多芯片分立方案，芯片内部五大核心模块一体化集成，是适配OTG转接器的专用协议主控：

独立硬件OTG控制模块：区别于通用PD芯片软件模拟OTG模式，LDR6021Q搭载专用硬件OTG逻辑电路，无需占用协议处理器资源，响应速度更快，热插拔稳定性更强，杜绝外设接入死机、识别失败问题；

DRP动态双角色端口：同时支持电源角色（SRC供电源/DFP受电端）和数据角色（DFP主机/UFP外设）双向自动切换，通过CC引脚实时检测接入设备，无需物理按键即可自动完成主机/外设模式切换；

智能动态功率分配单元：芯片内置功率调度算法，可根据外设负载自动分配电力与带宽，充电优先级可软件配置，保证快充功率和数据传输互不抢占；

集成5V LDO与MOS驱动：无需外置电源稳压芯片和开关MOS管，进一步精简外围电路；

全链路静电防护模块：内置±8kV接触静电防护，适配日常插拔、车载颠簸等复杂使用场景。

3 基于LDR6021Q的OTG转接器工作原理

3.1 OTG两种核心工作模式

依托DRP双角色特性，LDR6021Q驱动的OTG转接器支持两大核心工作模式，覆盖全部日常使用场景：

模式一：手机/平板受电+OTG外设并行（边充边传）

PD充电器接入转接器Type-C母口，手机连接转接器输入端。芯片CC引脚检测到上游供电设备后，自动锁定DFP受电模式，同时保持USB数据主机模式。一方面向上游PD充电器协商65W/100W快充档位为手机补电，另一方面向下端USB-A口输出5V供电并开启OTG主机通道，可同时外接U盘、键鼠、移动硬盘，实现手机快充+外设读写同步进行，彻底解决传统转接器充电、传输二选一的痛点。

模式二：手机反向供电（OTG SRC主机模式）

无外接充电器时，手机接入转接器后，芯片自动触发DR_SWAP角色交换指令，切换为SRC供电模式，手机作为供电源向外设输出5V电压，可直接驱动U盘、读卡器、蓝牙耳机、无线鼠标等外设，最大反向输出功率15W，可稳定带动2.5英寸机械移动硬盘，无需外置升压电路。

3.2 设备识别与角色切换流程

空闲状态：芯片处于DRP监听模式，持续监测CC1/CC2引脚电平变化；

设备接入：1ms内完成端口极性判断，实现Type-C正反盲插识别；

角色协商：根据上下游设备类型，自动发起PD握手与角色交换请求；

链路建立：10ms内完成电力链路与数据链路双通道建立，无黑屏、无断连；

动态调度：运行中实时监测负载变化，动态调整电流与带宽分配。

4 硬件电路极简设计方案

相较于传统多芯片方案，LDR6021Q外围电路极度精简，仅需电容、电阻少量无源器件即可完成整机设计，适合迷你一体式OTG转接器、Type-C一分二拓展头量产开发。

4.1 核心电路拓扑

Type-C输入端口：直接对接芯片CC引脚、USB D+/D-数据引脚，无需外置模拟开关，芯片内部自动完成正反插通道切换；

PD快充回路：芯片内置PD协议栈，无需外置诱骗芯片，自动适配各类PD、QC、私有快充充电器；

USB-A OTG输出口：芯片直接输出USB2.0数据信号与5V供电，无需外置电源开关；

辅助电路：仅需电源输入端并联10μF+0.1μF去耦电容，保证电源纹波抑制，无其他有源器件。

4.2 PCB设计关键注意事项

USB差分数据线（D+/D-）做等长走线，长度误差控制在5mil以内，保证高速数据传输完整性；

CC引脚走线远离电源大功率回路，避免高压电流干扰协议识别；

电源底层完整铺地，提升散热能力，满足85℃高温满载工作需求；

整机无需预留手动切换按键，全自动化识别，简化结构设计。

结语

LDR6021Q精准击中传统OTG转接器充电传输冲突、电路复杂、稳定性差、环境适应性弱四大行业痛点，依托PD3.1全协议兼容、DRP双角色无感切换、硬件原生OTG、车规级可靠性四大核心能力，用极简单芯片架构实现了高性能OTG转接器所需的全部功能。无论是消费级迷你OTG转接器，还是车载、工业级专用拓展配件，该方案都具备成本、性能、可靠性三重优势，为Type-C外设扩展产品提供了一套成熟、可快速量产的标准化硬件解决方案。