USB供电PowerDelivery
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USB Type-C和USB-PD之间的关系

2021-07-13 7800 1

USB-PD和TYPE-C有什么关系,在明确它们之间的关系前得先明确它们是什么:

TYPE-C

TYPE-C是一种硬件线缆接口,该接口主要用于数据传输和对使用了该接口的设备进行供电。
TYPE-C

TYPE-C接口定义一组数据信号,使用该组信号可以进行差分数据(RX,TX)的传输,连接的两者设备之间的简单通讯(使用CC信号)和电源供电。当然使用该TYPE-C接口为了兼容USB2.0规范,也支持USB2.0的D+/D-数据引脚.使用了TYPE-C接口一般在主从设备之间会有相应的检测电路,可用于传输数据的协商,电源供电特性的协商等。

TYPE-C接口起源于USB3.0规范,主要使用于USB设备的数据传输,但是随着USB规范的从3.x到USB4的发展和USBTYPE-C接口的定义,使用TYPE-C接口也可以进行PCIE,DispalyPort视频信号的数据传输。

USB PD

USB PD是USB电源供电即USB Power Delivery的规范的简单,其和USB2.0,USB3.X,DisplayPort等USB规范一样,是USB家族的一个分支数据传输规则,只是USB PD用于设备供电。其定义了设备通过USB接口连接至主机,由主机对设备进行电源供电的协议规范。

USB PD早最起源于USB 电池规范BC,后随着使用USB接口供电、充电的设备越来越多,USBIF发布了USB PD规范,专门定制关于USB设备供电的协议。

USBPD当前分为三个版本,分别为1.0,2.0,3.0规范。其中USB1.0定义了使用USB2.0的VBUS进行电源供电的协商,而到了USB3.0使用TYPE-C接口的设备,使用CC引脚进行电源供电协商。

关于USB PD的详细介绍可参见本站文章: USB PD快充技术发展历史及版本特性 http://www.usbzh.com/article/detail-479.html

基于TYPE-C的USB-PD

从USB TYPE-C接口的引入,USB不仅数据的传输效率得到了更大的提高,更是在设备的连接性,方便性,体积大小等各方面都得到了极大的提升,又由于TYPE-C引入的辅助引脚和相应的检测电路,使用USB家族的各种规范得到了飞速的提升,其中之一就是表现在USB-PD电源供电技术上。

Type-C和USB-PD的结合,成为堪称史上最「强」的结合,其表现在:

  • 更宽的电源范围:支援信号传输,兼具数据和视频传输能力
  • 更强的电力传输能力:PD可以支援最大20V/5A功率传输, Type-C可以支持最大15W(按5V计算,速EMAKER的最大电流5A,不带的3A)
  • 更快的传输速率:支援20Gbps的高速2传输速率
  • 更薄更灵活的设计:埠纤薄体积小,采用无方向的正反插结构
  • 更多的扩展可能:向下相容USB Type-A, USB2.0;支援类比或者数位音讯,支援数位视频,如Display Port, HDMI, Thunderbolt

Type-C内部电源管理设计

  • 设备区分供电端(Source)和受电端(Sink)。

a.供电端默认关闭,CC线内部上拉,通过插入受电端时连接到下拉电阻,将CC端的电压拉低到2.4V以下来识别,启动供电端。
b.供电端和受电端都可以检测设备的插入情况。
Type-C内部电源管理设计

  • 供电端和受电端可进行角色转换即双向传输(Dual role/DRP):既可以供电,也可以受电
    如笔记本可使用USB TYPE-C接口进行充电,也可以使用该接口进行对手机进行充电。
    供电端和受电端可进行角色转换

PD协议握手协商的原理

PD协议握手协商的原理其实比较简单,采用的是一问一答式:主机先检测Type-C线材为3A还是5A,然后决定发3A还是5A的电流。

一般的线缆最大支持3A,5A是需要E-Mark认证的Type-C线缆,否则电流被限制在3A。

主机广播其可以支援的输出电压种类,从机会回应和请求一个需要的电压电流,然后主机再回复接受。这样,一压握手就完成了。

PD协议握手协商的原理

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