前提说明：本工程参考了其他人的开源工程设计

本工程使用AD进行设计，无法使用嘉立创免费打样

本工程使用的是2层板，相关线进行了阻抗匹配

该电路板具有总线供电和独立供电两种模式，可以带动大功耗设备

（总线供电：使用连接到电脑的数据线来供电）

（独立供电：使用副供电口的电源进行供电，不使用电脑的数据线来供电）

参考的开源链接：GL3520+GL3224 USB拓展坞+读卡器 - 立创开源硬件平台

我参考上面开源项目里面的电源切换电路，并加以改进，具体内容见以下内容

一、电源切换电路

CN302的阈值检测电压计算公式如下：

原电路连接如下图所示：（根据开源工程的电路改编而来，LED6的显示存在问题）

电路分析：

1、在只接入主供电的时候（即VBUS_1为5V），按道理来说CN302此时检测的电压为0V（因为CN302的检测电压为VBUS_2，此时VBU_2没有接入，所以检测电压为0V），此时CN302的LB0#应为0V，Q1和Q2 PMOS管打开，此时输出的电压为VBUS_1的电压（此时为总线供电，电源由连接到电脑的数据线提供）

2、在接入主供电（VBUS_1为5V）和副供电的时候（VBUS_2为5V），此时CN302检测的电压VBUS_2为5V时，因为5V大于上行阈值电压4.5V，LBO#会输出5V，LBO输出0V（按道理来说是这样的，但是我检测发现CN302芯片的LBO引脚不会自动拉高，需要外部电路提供高电平，所以需要Q4和D4组成一个提供高电平的电路，当LBO需要输出高电平的时候，此时LBO#为0V，通过R9到达Q4的栅极，VBUS_1为高电平5V，此时Q4导通，VBUS_1的5V电压通过Q4、D4和R16到达CH302，但是经检测发现，VBUS_1的5V通过D4之后为4.7V，此时R16与D4之间为4.7V，CH302的LBO引脚和R16之间为2.7V，LBO的引脚的电压最高为2.7V，如果去掉R16直接短接，此时LBO引脚的电压为0V，所以R16必须要加，但是电阻大小不定，这里为2K）

3、当只接入副供电时，此时VBUS_1为0V，VBUS_2为5V，CN302检测电压VBUS_2为5V，所以LBO#为5V，LBO为0V，所以R16与D4之间为4.7V（这里CN302的分析同上面分析所示，这里不赘述），此时Q7的源极为4.7V，又因为Q7的栅极为0V，Vgs为-5V < Vgsth，所以Q7截止，所以控制VBUS_2的2个PMOS管的栅极和源极都为高电平5V，Vgs = 0V > Vgsth,所以2个PMOS管截止，所以副供电不导通

电路问题：当只接入主供电的时候，此时副供电LED导通（微亮） 

原因：LBO的引脚的电压最高为2.7V，LED6的负极连接在LBO引脚上，当只接入主供电的时候LBO为高电平2.7V，此时LED导通（微亮）

解决办法：将LED6的负极连接到R16和D4的中间

原电路的LED6的线连接到了R16的左边

新电路连接如下图所示：

LED6的负极连接到R16和D4的中间

二、电路电源切换功能测试

当接入主接口时，Hub指示灯闪一下之后熄灭（因为Hub指示灯只有在有设备插入时才亮起）

当副供电接入时副供电指示灯亮起，此时主控芯片没有供电，芯片的供电由主接口提供

当主接口和副供电都接入时，此时副供电亮起且主控芯片识别成功，显示如下：

三、速度测试

测试条件：

1、使用的是USB3.1 Gen2的线材，最高支持1Gbps/s的速度

2、使用的测试设备为USB3.0的U盘，最高支持500MB/s的速度

3、使用的测试软件为ATTODiskBenchmark

测试数据如下：

可以看到最高的读取速度在36MB/s左右（理论最高速度为60MB/s，实际有36MB/s的速度非常不错）

四、阻抗匹配设置

USB2.0对数据线的阻抗匹配要求不高，根据需求选择，相关数据仅供参考

相关阻抗匹配参数如下所示：（线宽控制在9.3mil，线距为5mil，线距离铺铜的距离为5mil），此参数已验证可以使用