Hvad er pindefinitionen af ​​Type-C-interface

Den seneste grænsefladespecifikation introduceret efter Type-B. Forskellig fra den traditionelle USB-grænseflade, vedtager Type-C et symmetrisk design, som ikke behøver at skelne retningen af ​​stikket, hvilket undgår den kedelige operation af brugere, der tilslutter i den rigtige og forkerte retning. Derudover understøtter USB Type-C USB PD (Power Delivery) protokollen, som øger ladeeffekten fra de traditionelle maksimale 7,5W (5V1,5A) til maksimalt 100W (20V5A). Den seneste USB PD3.1-specifikation forbedrer Type-C-opladningseffekten yderligere med en maksimal effekt på op til 240W (28V5A).

For traditionelle USB Type-A- eller Type-B-enheder er strømforsyningsgrænsefladen (Source) og strømmodtagelsesgrænsefladen (Sink) allerede standardiseret i grænsefladedefinitionen, så der er ingen grund til at bekymre sig om omvendt eller forkert forbindelse. For enheder med Type-C-grænseflader, da der ikke er sådanne forskelle, kan brugere ikke kende typen af ​​grænseflade, så Type-C-controlleren skal selv fuldføre den. Så hvordan genkender Type-C-grænseflader hinanden og giver den korrekte strømforsyningslogik?

Pin definition af Type-C interface

Type-C interface er opdelt i hunhoved (beholder) og hanhoved (stik). De komplette Type-C ben er 24, og definitionerne af hver pin er som følger:

1. VBUS: I alt fire kanaler, BUS spændingsben til strømforsyning mellem enheder, uanset om de er indsat fremad eller bagud, vil disse fire ben levere strømforsyning

2. GND: I alt fire kanaler, strømforsyningskredsløb mellem enheder, uanset om de er indsat fremad eller bagud, vil disse fire ben give strømforsyningskredsløb

3. TX+/TX- og RX+/RX-: I alt fire par til USB3.0 højhastighedssignaler

4. D+/D-: I alt to par, for USB2.0-signaler. Ved hunstikket vil disse to par kortslutte til ét par

5. CC/VCONN: CC-pin er en konfigurations-pin, der bruges til at registrere enhedsforbindelse og fremad og omvendt tilslutningsretning, og er også linjen for USB PD-kommunikation; VCONN er en stift, der er skråtsymmetrisk med CC stiften. Når den ene ben er bekræftet som CC, er den anden defineret som VCONN, som bruges til at forsyne eMark-kablet

6. SBU1/SBU2: Multipleksede ben, såsom at give yderligere SBTX og SBRX til USB4

Hunstikket er 24 ben med skrå symmetri på de øvre og nedre ben for at imødekomme brugerens behov for tilslutning frem og tilbage; hanstikket er 22 ben. Da der kun er ét par D+/D- i USB2.0-specifikationen, er der kun et par D+/D-ben tilbage i hanstikket.

I det faktiske produktdesign vil ingeniører naturligvis reducere antallet af stifter i henhold til produktdefinitionen for at spare omkostninger. For produkter, der f.eks. kun giver opladning, såsom strømadaptere, kræver sådanne produkter ikke højhastighedsdatakommunikation af USB3.0, så kun CC-, VBUS-, GND- og D+/D- pins bevares.

Med hensyn til strømforsyning kan Type-C-enheder opdeles i tre kategorier

1. Type-C-enheder, der kun kan bruges som strømforsyning (Source), såsom Type-C-opladere mv.

2. Type-C enheder, der kun kan bruges som strømmodtagende (Sink), såsom Type-C mobiltelefoner mv.

3. Type-C-enheder (DRP, Dual RolePort), der både kan bruges som strømforsyning (Source) og strømmodtagende (Sink), såsom Type-C notebooks, to-vejs powerbanks mv.

Når to Type-C-enheder er forbundet sammen gennem C2C-kabler, skal begge parter naturligvis vide, hvilken type enhed den anden part tilhører, ellers vil det føre til utilfredsstillende opladning (såsom omvendt opladning) eller ingen opladning og endda forårsage sikkerhedsproblemer.

For eksempel, når en bruger bruger en oplader (Kilde) til at oplade en Type-C tovejs powerbank (DRP), skal powerbanken ideelt set "tjene" som en vask. På grund af forkert enhedstypeidentifikation kan powerbanken dog "tjene" som en kilde og forårsage "aktuel tilbagestrømning", hvilket beskadiger begge enheder.

Type-C-grænsefladespecifikationen skelner mellem Source, Sink og DRP gennem en række "pull-up" og "pull-down"-mekanismer på CC-stiften. For kildeenheder skal CC-stiften konfigureres med en pull-up-modstand Rp; for Sink-enheder skal CC-stiften være konfigureret med en pull-down modstand Rd; og for DRP-enheder skiftes pull-up og pull-down ved at skifte kontakter.

Kilde bestemmer, om en enhed er tilsluttet ved at detektere CC-stiften i Rp-enden, og Sink bestemmer retningen for fremad og baglæns indsættelse ved at detektere CC-stiften i Rd-enden.

Pull-down modstand Rd=5.1k, og pull-up modstand Rp er indstillet i henhold til dens strømforsyningskapacitet og pull-up spænding. Strømforsyningskapaciteten for USB Type-C er som følger:

1. Standard USB-strømforsyningskapacitet (Standard USB Power). USB2.0 interface er 500mA; USB3.2 interface er 900mA og 1500mA

2. BC1.2 (BatteryCharge 1.2) protokol. Understøtter en maksimal effekt på 7,5W, dvs. 5V1,5A

3. USB Type-C Current 1.5A, understøtter en maksimal effekt på 7.5W, dvs. 5V1.5A

4. USB Type-C Current 3A, understøtter en maksimal effekt på 15W, dvs. 5V3A

5. USB PD (USB Power Delivery) protokol, understøtter en maksimal effekt på 100W, dvs. 20V5A

Prioriteterne for disse fem strømforsyningsmuligheder øges i rækkefølge, og strømforsyningens strøm øges også gradvist. Strømforsyningskapaciteten med høj prioritet vil tilsidesætte strømforsyningskapaciteten med lav prioritet. Blandt dem kan Default USB Power, USB Type-C Current 1.5A og USB Type-C Current 3A indstilles ved at konfigurere Rp-værdien.

Når de to enheder er forbundet, opnår sinken kildens strømforsyningskapacitet ved at detektere spændingsdelerværdien vRd for Rp og Rd. Det følgende er det tilsvarende forhold mellem Rp-værdien, vRd-spændingsområdet og kildens strømforsyningskapacitet.

Samtidig er enhedens anden CC blevet efterladt svævende eller trukket ned af Ra=1k. Hvis Ra trækkes ned, betyder det, at USB-C-kablet har en indbygget eMarker-chip, og Kilden skal skifte pinden til VCONN for at forsyne kablet med strøm.

Indtil videre har vi forklaret, at enhederne bruger "pull-up" eller "pull-down", eller skiftevis skifter mellem de to, for at bestemme Kilden, Sink og DRP, og indstille og bestemme Kildens strømforsyningskapacitet vha. Rp-modstandsværdien og vRd-spændingsværdien. Men hvordan implementeres denne proces? Hvordan undgår Type-C omvendt opladning eller forkert opladning?