Quina és la definició del pin de la interfície de tipus C

L'última especificació de la interfície presentada després del tipus B. A diferència de la interfície USB tradicional, el tipus C adopta un disseny simètric, que no necessita distingir la direcció de l'endoll, evitant el tediós funcionament dels usuaris que es connecten en les direccions correctes i equivocades. A més, l'USB Type-C admet el protocol USB PD (Power Delivery), que augmenta la potència de càrrega del màxim tradicional de 7,5 W (5 V1,5 A) a un màxim de 100 W (20 V5 A). L'última especificació USB PD3.1 millora encara més la potència de càrrega de tipus C, amb una potència màxima de fins a 240 W (28V5A).

Per als dispositius USB tipus A o tipus B tradicionals, la interfície d'alimentació (Font) i la interfície de recepció d'energia (Sink) ja estan estandarditzades a la definició de la interfície, de manera que no cal que us preocupeu per la connexió inversa o incorrecta. Per als dispositius amb interfícies de tipus C, com que no hi ha aquestes diferències, els usuaris no poden conèixer el tipus d'interfície, de manera que el controlador de tipus C ha de completar-lo. Llavors, com es reconeixen les interfícies de tipus C i proporcionen la lògica d'alimentació correcta?

Definició de pins de la interfície de tipus C

La interfície de tipus C es divideix en cap femení (receptacle) i cap masculí (endoll). Els pins de tipus C complets són 24 i les definicions de cada pin són les següents:

1. VBUS: un total de quatre canals, pins de tensió BUS per a l'alimentació entre dispositius, independentment de si s'insereixen cap endavant o cap enrere, aquests quatre pins proporcionaran font d'alimentació

2. GND: un total de quatre canals, circuits d'alimentació entre dispositius, independentment de si s'insereixen cap endavant o cap enrere, aquests quatre pins proporcionaran circuits d'alimentació.

3. TX+/TX- i RX+/RX-: un total de quatre parells, per a USB3.0 senyals d'alta velocitat

4. D+/D-: un total de dos parells, per a senyals USB2.0. Al connector femella, aquests dos parells es curtcircuitaran en un parell

5. CC/VCONN: el pin CC és un pin de configuració que s'utilitza per detectar la connexió del dispositiu i la direcció de connexió cap endavant i cap enrere, i també és la línia per a la comunicació USB PD; VCONN és ​​un pin que és obliquament simètric al pin CC. Quan un pin es confirma com a CC, l'altre es defineix com a VCONN, que s'utilitza per alimentar el cable eMark

6. SBU1/SBU2: pins multiplexats, com ara proporcionar SBTX i SBRX addicionals per a USB4

El connector femella és de 24 pins amb simetria obliqua als pins superior i inferior per satisfer les necessitats d'endoll cap endavant i invers de l'usuari; el connector mascle és de 22 pins. Com que només hi ha un parell de pins D+/D- a l'especificació USB2.0, només es conserva un parell de pins D+/D- al connector mascle.

Per descomptat, en el disseny del producte real, els enginyers reduiran adequadament el nombre de pins segons la definició del producte per estalviar costos. Per exemple, per als productes que només proporcionen càrrega, com ara els adaptadors de corrent, aquests productes no requereixen una comunicació de dades d'alta velocitat d'USB3.0, de manera que només es conserven els pins CC, VBUS, GND i D+/D-.

Pel que fa a la font d'alimentació, els dispositius de tipus C es poden dividir en tres categories

1. Dispositius de tipus C que només es poden utilitzar com a font d'alimentació (Font), com ara carregadors de tipus C, etc.

2. Dispositius tipus C que només es poden utilitzar com a receptors d'energia (aigüera), com ara telèfons mòbils tipus C, etc.

3. Dispositius tipus C (DRP, Dual RolePort) que es poden utilitzar tant com a font d'alimentació (Font) i com a recepció d'energia (Sink), com ara ordinadors portàtils tipus C, bancs d'alimentació bidireccionals, etc.

Òbviament, quan dos dispositius de tipus C es connecten junts mitjançant cables C2C, ambdues parts han de saber a quin tipus de dispositiu pertany l'altra part, en cas contrari, provocarà una càrrega insatisfactòria (com la càrrega inversa) o sense càrrega, i fins i tot provocarà problemes de seguretat.

Per exemple, quan un usuari utilitza un carregador (Font) per carregar un banc d'energia bidireccional (DRP) de tipus C, idealment, el banc d'energia hauria de "servir" com a pica. Tanmateix, a causa d'una identificació incorrecta del tipus de dispositiu, el banc d'energia pot "servir" com a font i provocar un "refluig de corrent", danyant tots dos dispositius.

L'especificació de la interfície de tipus C distingeix entre Font, Sink i DRP mitjançant una sèrie de mecanismes "pull-up" i "pull-down" al pin CC. Per als dispositius d'origen, cal que el pin CC estigui configurat amb una resistència pull-up Rp; per als dispositius Sink, cal que el pin CC estigui configurat amb una resistència desplegable Rd; i per als dispositius DRP, el pull-up i el pull-down es canvien alternativament mitjançant interruptors de commutació.

Source determina si un dispositiu està connectat detectant el pin CC a l'extrem Rp, i Sink determina la direcció d'inserció cap endavant i cap enrere detectant el pin CC a l'extrem Rd.

La resistència pull-down Rd=5.1k i la resistència pull-up Rp s'estableixen segons la seva capacitat d'alimentació i la seva tensió d'extracció. La capacitat d'alimentació de l'USB tipus C és la següent:

1. Capacitat d'alimentació USB predeterminada (alimentació USB per defecte). La interfície USB2.0 és de 500 mA; La interfície USB3.2 és de 900 mA i 1500 mA

2. Protocol BC1.2 (BatteryCharge 1.2). Admet una potència màxima de 7,5 W, és a dir, 5 V1,5 A

3. USB Type-C Current 1,5 A, admet una potència màxima de 7,5 W, és a dir, 5 V1,5 A

4. USB Type-C Current 3A, admet una potència màxima de 15W, és a dir, 5V3A

5. Protocol USB PD (USB Power Delivery), admet una potència màxima de 100 W, és a dir, 20 V5 A

Les prioritats d'aquestes cinc capacitats d'alimentació augmenten en seqüència i la potència de la font d'alimentació també augmenta gradualment. La capacitat d'alimentació amb una prioritat alta anul·larà la capacitat d'alimentació amb una prioritat baixa. Entre ells, es poden configurar l'alimentació USB predeterminada, el corrent USB tipus C 1,5 A i el corrent USB tipus C 3A configurant el valor Rp.

Quan els dos dispositius estan connectats, el lavabo obté la capacitat d'alimentació de la font detectant el valor del divisor de tensió vRd de Rp i Rd. A continuació es mostra la relació corresponent entre el valor Rp, el rang de tensió vRd i la capacitat d'alimentació de la font.

Al mateix temps, l'altre CC del dispositiu s'ha deixat flotant o tirat cap avall per Ra=1k. Si Ra baixa, vol dir que el cable USB-C té un xip eMarker integrat i la font ha de canviar el pin a VCONN per alimentar el cable.

Fins ara, hem explicat que els dispositius utilitzen "pull-up" o "pull-down", o canvien alternativament entre els dos, per determinar la font, la pica i el DRP, i establir i determinar la capacitat d'alimentació de la font mitjançant el valor de la resistència Rp i el valor de la tensió vRd. Tanmateix, com s'implementa aquest procés? Com evita el tipus C la càrrega inversa o la càrrega incorrecta?